Приветствую вас мои космические друзья.
19 декабря 1972 года астронавты лунной экспедиции "Аполлон-17" благополучно приводнились в Тихом океане. Прошло более 50 лет с тех пор, как человек последний раз ступал по поверхности Луны. Американское космическое агентство НАСА планировало ещё три миссии по высадке на Луну, которые были отменены. Это были единственные миссии, которые рассматривались космическим агентством. Если бы НАСА продолжило полеты на Луну после экспедиции "Аполлон-20", то время пребывания астронавтов на поверхности Луны должно было увеличится.
Компания Grumman Aerospace стремилась сделать свой лунный модуль таким, чтобы он был способен выполнить большее количество задач, чем просто высадка двух астронавтов на поверхность Луны на короткий период времени. Компания утверждала, что лунный модуль является универсальным транспортным средством, и что он способен летать как с астронавтами на борту, так и в автоматическом режиме, а также то, что лунный модуль обладает значительными возможностями; что будет полезно во время будущих лунных экспедиций.
Компания Grumman предложила ряд космических аппаратов на базе лунного модуля для использования на околоземной или лунной орбите, а также на поверхности Луны. Инженеры компании утверждали, что миссии продолжительностью два месяца на околоземной орбите, и не менее двух недель на Луне, могут быть выполнены с использованием различных модификаций лунного модуля. Они также говорили о том, что опыт, полученный в ходе ранних миссий, снизит стоимость, и значительно повысит научную пользу будущих лунных экспедиций.
Компания Grumman подготовила для НАСА красиво иллюстрированную презентацию, в которой предлагались альтернативные миссии с использованием лунного модуля. Хотя точная дата такого предложения неизвестна, вероятно, оно было сделано в 1968 или начале 1969 года.
Высадки на Луну ограничивались несколькими факторами: доступностью участков лунной поверхности, массой полезной нагрузки которую можно было доставить на поверхность Луны, и продолжительностью пребывания астронавтов на лунной поверхности. Компания Grumman предложила способы расширения некоторых из этих условий, исходя из идеи о том, что агентство НАСА, в свою очередь, также проведет небольшую модернизацию ракеты "Сатурн-5" и сможет осуществить двухпусковую схему.
Лунный модуль "Аполлон" (Apollo Lunar Module)
Лунный модуль "Аполлон" состоял из посадочной и взлётной ступени. Лунные модули для миссий с "Аполлона-11" по "Аполлон-14" были практически одинаковыми и имели ограничения по массе и длительности пребывания астронавтов на поверхности Луны. Посадочная ступень имела двигатель, который был необходим при посадке на Луну, топливо, посадочные опоры и пакет научных экспериментов ALSEP. Взлётная ступень, которая являлась кабиной где находился экипаж, имела системы жизнеобеспечения, расходные материалы и большинство других систем необходимых для лунной миссии. Взлётная ступень имела свой ракетный двигатель и запас топлива, которые были необходимы для возвращения астронавтов к командно-служебному модулю "Аполлон" который находился на лунной орбите.
Согласно проекту, лунный модуль мог обеспечить автономность пребывания астронавтов в течении 48-часов; доставить на поверхность Луны 136 килограмм научного оборудования, и доставить на лунную орбиту 45 килограмм полезного груза. Однако инженеры компании Grumman активно искали способы расширить возможности лунного модуля для будущих миссий, как в ближайшей, так и в среднесрочной перспективе.
Расширенный лунный модуль (Extended LM)
Для миссий с одним запуском, опыт полученный в ходе первых посадок лунных модулей "Аполлон", позволил бы увеличить массу полезной нагрузки лунного модуля без увеличения размера или емкости топливных баков. Модернизированный лунный модуль мог продлить время пребывания астронавтов на Луне до трех дней, и доставить на ее поверхность до 318 килограмм научного оборудования, включая лунные летательные аппараты (LFU) или небольшой лунный вездеход (LRV). Расширенный лунный модуль был единственной предложенной модернизацией лунного модуля, которая была осуществлена. Начиная с миссии "Аполлон-15", лунный модуль был модифицирован для перевозки большей массы, и более продолжительной работы на поверхности Луны, чем во время первых лунных экспедиций. В частности, лунный модуль "Аполлона-15" доставил лунный ровер, который находился в сложенном состоянии в отсеке посадочной ступени.
Лунный модуль Такси (LM Taxi)
Внешне идентичный лунному модулю "Аполлон", лунный модуль LM Taxi отличался от него несколькими незначительными модификациями, обусловленными иной архитектурой лунной миссии. Задача LM Taxi заключалась в доставке двух астронавтов на поверхность Луны на втором этапе двухпусковой миссии, после успешной посадки логистического транспортного лунного модуля, которая должна была произойти во время первой фазы миссии. LM Taxi должен был иметь те же средства жизнеобеспечения экипажа, что и лунный модуль "Аполлон". После посадки астронавты должны были перевести лунный модуль в спящий режим и перейти на борт логистического транспортного лунного модуля где они должны были находится в течении 14 дней. Однако, если астронавты сочли бы логистический транспортный модуль неготовым для проживания, они должны были выполнить запасную миссию. Астронавты должны были возвратится в лунный модуль LM Taxi и находится на его борту на протяжении всей миссии.
Поскольку LM Taxi был спроектирован так, чтобы оставаться в спящем режиме, пока астронавты находятся на борту транспортного логистического модуля "Убежище" (LM Shelter), его необходимо было модифицировать. Оборудование модуля должно было иметь систему термоконтроля. Она включала в себя, шторки на окнах и радиоизотопные источники тепла. Модуль также должен был быть оснащен системой мониторинга. Система питания модуля от аккумуляторов должна была быть дополнена радиоизотопным термоэлектрическим генератором (РИТЭГ).
Усовершенствованный лунный модуль (Augmented LM)
Увеличение грузоподъёмности ракеты "Сатурн-5", могло бы увеличить массу лунного модуля при отделении, и массу полезной нагрузки доставляемую на поверхность Луны. Лунный модуль "Аполлон", который бы нес большее количество топлива выиграл бы от увеличения грузоподъёмности ракеты-носителя. В миссиях которые предполагали один пуск, дополнительная грузоподъёмность лунного модуля могла быть использована для доставки на Луну полезной нагрузки, обеспечивающей более длительное время пребывания астронавтов на лунной поверхности и большее количество научных экспериментов.
Например, можно было доставить на Луну более 900 килограмм научной полезной нагрузки, при этом время пребывания астронавтов на лунной поверхности составило бы полтора дня. При необходимости более длительного пребывания, можно было доставить на поверхность Луны более 450 килограмм полезной научной нагрузки, при этом время пребывания астронавтов увеличилось бы до 8 дней. В миссиях с двумя пусками научная полезная будет доставлена логистическим транспортным лунным модулем, а затем усовершенствованный лунный модуль мог доставить дополнительные расходные материалы.
В миссиях с двумя запусками астронавты сначала должны были выгрузить специальные модули снабжения из логистического транспортного модуля и перевезти их к лунному модулю LM Taxi с помощью вездехода, который должен был быть доставлен на борту логистического модуля. Кабели и трубопроводы от модулей снабжения должны были подключаться к внешней панели LM Taxi, для перекачки воды, кислорода и других расходных материалы на борт этого лунного модуля, что позволило бы астронавтам выполнить альтернативную миссию.
Если бы логистический лунный модуль не включал жилые помещения, такая транспортировка грузов и активация лунного модуля LM Taxi стала бы обычной процедурой для проведения 14-дневной миссии. Профиль возвращения LM Taxi повторял профиль возвращения лунного модуля "Аполлон". Однако полезную нагрузку при старте можно было бы увеличить двумя способами: либо путём пополнения баков взлетной ступени перед стартом, либо путём сокращения расхода топлива двигателем взлетной ступени.
Лунный модуль "Убежище" (LM Shelter)
Лунный модуль "Убежище" представлял собой лунный модуль "Аполлон", но без ракетного двигателя взлетной ступени. Модуль мог находиться на лунной поверхности в отключенном состоянии до 60 дней, и поддерживать жизнедеятельность двух астронавтов в течение 14 дней, после их посадки в лунном модуле LM Taxi. Отсутствие двигателя взлетной ступени обеспечивало больший объем полезного пространства для экипажа, который должен был размещаться в кабине лунного модуля на специальных гамаках. Лунный модуль "убежище" также должен был иметь шлюз, прикреплённый к переднему люку, что исключало бы необходимость в разгерметизации кабины перед выходом экипажа на лунную поверхность.
В рамках двухпусковой миссии, после запуска и успешной посадки лунного модуля "убежище", должен был состоятся запуск пилотируемого лунного модуля LM Taxi. Полезная нагрузка модуля "убежище" состояла из расходных материалов, средств передвижения по лунной поверхности, 30-метрового лунного бура и усовершенствованного экспериментального комплекта научных приборов. Расходные материалы, доставляемые данным модулем должны были использоваться для поддержания жизнедеятельности астронавтов внутри этого космического аппарата. Однако, если модуль "убежище" по какой-либо причине выйдет из строя, астронавты могли прибегнуть к резервному варианту - извлечь расходные материалы, и перевезти их в LM Taxi. В этом случае LM Taxi стал бы основным лунным модулем.
Грузовой лунный модуль (LM Truck)
Грузовой лунный модуль LM Truck представлял собой беспилотный лунный модуль без взлетной ступени, который мог перевозить грузы. Первым этапом двухпусковой миссии, была посадка LM Truck на поверхность Луны. После успешного прибытия полезной нагрузки на Луну, должен был состояться запуск лунного модуля LM Taxi с астронавтами на борту. Они должны были использовать системы жизнеобеспечения и научное оборудование, доставленные грузовым лунным модулем, для выполнения задач во время длительной миссии по исследованию Луны. Типичный профиль миссии мог включать в себя беспилотную посадку грузового модуля на Луну, его пребывание в неактивном состоянии до 60 дней, а также поддержание жизнедеятельности двух астронавтов в течение 14 дней.
Системы отсутствующей взлётной ступени, которые были важны для выполнения миссии, должны были быть перемещены в центральную стыковочную конструкцию, которая крепилась к существующим межступенчатым соединениям посадочной ступени. Стыковочная конструкция позволяла командно-служебному модулю стыковаться с грузовиком на лунной орбите, а также извлекать его из адаптера третьей ступени ракеты-носителя "Сатурн-5". После стыковки астронавт из командно-служебного модуля мог войти в стыковочную конструкцию грузовика через стыковочный туннель, и с помощью клавиатуры находящейся в внутри обновить систему наведения, навигации и управления грузовика, чтобы траектория посадки космического аппарата оставалась в пределах допустимых параметров.
Типичный модуль LM Truck мог доставить на поверхность Луны ровер для перемещения экипажа, модули снабжения для поддержания жизнедеятельности двух астронавтов в LM Taxi в течение 14 дней, и полезную нагрузку массой в 1678 килограмм и объемом до 11,3 кубических метра.
Второй вариант грузового лунного модуля (LM Truck 2)
Этот лунный модуль должен был стать альтернативным вариантом грузового лунного модуля LM Truck. Его конструкция представляла собой посадочную ступень, которая несла все системы которые будут необходимы для посадки в автоматическом режиме. Реактивные двигатели системы ориентации устанавливались на посадочную ступень, которая по своей сути представляла собой транспортную платформу для доставки на Луну крупногабаритных грузов. Данный лунный модуль мог доставить 4000 килограмм полезной нагрузки. Полезная нагрузка состояла из стационарного жилого отсека для экипажа, объёмом 21,5 кубических метров, транспортного средства для перемещения по поверхности Луны, запасов продовольствия для экипажа на срок до 14 дней, и научной полезной нагрузки массой 900 килограмм и объёмом до 13,9 кубических метров.
Модуль лунной базы (Lunar Base Module)
Модуль лунной базы должен был выполнять функции схожие с лунным модулем "Убежище". Он должен был совершить посадку на поверхность Луны в автоматическом режиме. Затем астронавты приземлившиеся в лунном модуле LM Taxi, должны были занять данный лунный модуль для проживания в течении всего времени своей миссии. Взлётная ступень не имела ракетного двигателя, а ее полезный объем был увеличен. Диаметр средней части модуля должен бы быть увеличен, а задняя переборка сдвинута назад. Это обеспечивало достаточный объём для размещения двух кроватей вместо гамаков. Радиатор должен был заменить заменить сублиматор системы кондиционирования, а электроэнергия должна была вырабатываться солнечными панелями. Как и лунный модуль "Убежище", модуль лунной базы мог оставаться на поверхности Луны в деактивированном состоянии в течение 60 дней, и обеспечить жизнедеятельность двух астронавтов в течение 14 дней.
Лунный модуль полезной нагрузки (Lunar Payload Module)
В отличие от лунного грузовика, лунный модуль полезной нагрузки должен был сохранить основную конфигурацию лунного модуля "Аполлон", но он не имел ракетного двигателя на взлетной ступени. В этой конфигурации модуль мог вместить полезную нагрузку массой 3040 кг и имел полезный объёме равный 21 куб. м. Его задача была бы аналогична задачам других транспортных средств, запускаемых по двухпусковой схеме. Модуль полезной нагрузки должен был совершить посадку в автоматическом режиме и доставить на поверхность Луны провизию для пополнения запасов, а также расходные материалы и оборудование. Он представлял собой минимальную модификацию лунного модуля.
Средства передвижения
Компания Grumman также прорабатывала несколько вариантов летательных аппаратов и других средств передвижения для исследования лунной поверхности. Среди них были различные лунные роверы (которые могли управляться как астронавтами, так и автономно) и лунные летательные аппараты. В конечном итоге миссии с "Аполлона-15" по "Аполлон-17" имели ровер, разработанный компанией Boeing, хотя в конце 1960-х годов прорабатывались варианты более крупных герметичных роверов.
Лунный вездеход (Lunar Roving Vehicle - LRV)
Он был способен перевозить 227 кг груза, включая одного астронавта. Этот среднетоннажный вездеход был достаточно компактен для выполнения одной миссии. Хотя радиус его действия был ограничен 3,7 км, из-за ранцевых средств связи; заряда аккумулятора могло хватить на 27,8 км пробега без подзарядки. Аппарат весил бы от 270 до 360 кг и мог бы управляться дистанционно, если бы на него было установлено соответствующее оборудование.
Двухрежимный лунный вездеход (Dual-Mode Lunar Roving Vehicle - DLRV)
Самое большое транспортное средство, проект которого рассматривала компания Grumman. Мощный вездеход DLRV мог перевозить 227 килограмм груза, радиус действия составлял 14,8 километра, а расстояние, преодолеваемое за один выезд, на одной зарядке аккумулятора, составляло 46,3 километра. Он должен был иметь массу 680 килограмм и должен был быть доставлен на поверхность Луны с помощью логистического транспортного лунного модуля LM Shelter или LM Truck. Аккумуляторы аппарата могли бы заряжаться от модуля-носителя. DLRV также мог бы управляться дистанционно по каналу связи "Земля-DLRV".
Лунный летательный аппарат (Lunar flying unit - LFU)
Этот лёгкий летательный аппарат должен был вмещать 136 кг топлива, которое бы перекачивалось из лунного модуля в лунный летательный аппарат, после его посадки. В процессе эксплуатации LFU мог перевозить одного астронавта со 168 кг научного оборудования; или двух астронавтов без оборудования во время проведения спасательной операции.
Летающие лунные модули (Flying Lunar Modules)
Компания Grumman также рассматривала вариант взлётной ступени лунного модуля для выполнения нескольких различных автономных миссий, в которых она не должна была садиться на поверхность Луны, а выполняла бы научные или другие задачи на околоземной или лунной орбите. В их число входили лаборатории, солнечные и астрономические обсерватории, а также спасательный космический корабль.
Лунный разведывательный модуль (Lunar Reconnaissance Module - LRM)
Миссии выполняемые по программе "Аполлон" ограничивались узкой полосой посадочных площадок расположенных вдоль лунного экватора на её видимой стороне. Лунный разведывательный модуль представлял собой космический аппарат который должен был находится на полярной орбите. Он должен был быть оснащён обширным набором приборов, включающим фотокартографическое оборудование, а также оборудования для исследования геохимии и магнитных полей Луны. Он должен был оставаться пристыкованным к командно-служебному модулю и исследовать поверхность и недра Луны, а также окололунное пространство.
LRM мог использовать двигатель посадочной ступени для выхода на лунную орбиту, после чего она должна была быть сброшена. Взлётная ступень должна была нести научное оборудование. Она также оснащалась системой электропитания и терморегуляции, а также системой управления и навигации. LRM должен был находиться на лунной орбите в течении 14 дней.
Лунный модуль лаборатория (LM Laboratory)
Лунный модуль лаборатория, должен был быть оснащен большим количеством оборудования для проведения экспериментов. Он был способен работать как на околоземной, так и на лунной орбите и обеспечить пребывание двух астронавтов в течении 45 дней. В перечень научного оборудования входили радиометры, спектрометры, астрофотометр, камера для съёмки рельефа местности, многоспектральные камеры, рентгеновские датчики, камера для проведения ночной съемки и инфракрасный тепловизор. Эти устройства могли бы использоваться в метеорологии, астрономии, исследовании земных ресурсов, исследовании и картографировании Луны, и биологических экспериментах. Лаборатория, лишённая двигательной установки, а также шасси, имела стыковочную систему. Её запуск мог осуществляться как ракетой-носителем "Сатурн-1B", так и ракетой-носителем "Сатурн-5".
Лунный модуль/монтировка телескопа "Аполлон" LM/Apollo Telescope Mount
В этой модификации лунного модуля вся посадочная ступень была бы заменена конструкцией для крепления телескопической монтировки Apollo Telescope Mount (ATM). Среди основных компонентов, крепящихся к конструкции, были: оборудование для проведения экспериментов по солнечной астрономии, солнечные батареи и гироскопы. Помимо сбора данных о физических характеристиках Солнца, космический аппарат мог быть оснащен оборудованием для сближения и стыковки с орбитальным модулем; он также мог бы работать на орбите в автономном режиме в течении 51 дня. Этот вариант лунного модуля также мог быть модифицирован для доставки на орбиту грузов или других экспериментальных модулей.
Лунный модуль/монтировка звездного телескопа "Аполлон" (LM/Stellar Apollo Telescope Mount)
Это была версия телескопической монтировки "Аполлон»" в которой солнечный телескоп был заменён на звёздный оптический телескоп с большой апертурой. Этот звёздный телескоп мог использоваться для сбора научных данных об астрономических объектах в ультрафиолетовом спектре. Такая конфигурация могла работать как в автоматическом режиме так и в пилотируемом варианте.
Лунный модуль Stellar ATM мог отстыковываться от орбитальной станции для повышения точности своего наведения, необходимой для наблюдения за звёздами. Солнечная батарея могла быть установлена на карданном подвесе для обеспечения ориентации по Солнцу независимо от линии визирования экспериментального модуля.
Спасательный лунный модуль (Rescue LM)
Двухступенчатая конструкция лунного модуля в сочетании с резервируемой системой управления двигателем посадочной ступени и универсальными возможностями наведения и навигации создавала уникальный маневренный пилотируемый орбитальный космический аппарат. Использование этой возможности с минимальными модификациями позволило бы лунному модулю перехватывать на орбите и сближаться с другими космическими аппаратами для таких целей, как спасение астронавтов, а также осмотр или ремонт различных космических аппаратов.
Большинство предложений компании Grumman представляли собой относительно простые модификации базового лунного модуля, которые, предположительно, можно было бы разработать всего за несколько лет — возможно, уже к началу 1970-х годов. По сравнению с проектами других компаний, эти предложения были бы менее рискованными и менее затратными.
Должностные лица НАСА скептически отнеслись к возможности модернизации лунного модуля, который был специально разработан для столь узкой задачи как высадка астронавтов на поверхность Луны. Конечно, лунный модуль можно было бы модернизировать и для других лунных миссий, но инженеры компании Grumman переоценили свои возможности, утверждая, что у аппарата есть потенциал для работы на околоземной орбите.
Но главной причиной, по которой космическое агентство НАСА не приняло эти предложения, были финансы. К середине 1960-х годов бюджет НАСА сокращался, и у руководства агентства не было оснований ожидать увеличения бюджета для финансирования амбициозных целей после завершения программы "Аполлон". Программа "Аполлон" имела главной целью опередить Советский Союз на Луне. Как только выполнение этой цели стало очевидным, политическое руководство не видело дальнейшей необходимости тратить огромные суммы денег на космическую программу. Миссии "Аполлон-15", "19" и "20" были отменены, несмотря на то, что большая часть оборудования для их выполнения уже была изготовлена. Миссии "Аполлон-17" и "Аполлон-18" также оказались под угрозой отмены, но были спасены только после того, как Ричарду Никсону сказали, что их отмена пошлет сигнал миру, что лучшие времена Америки прошли.
Для запуска миссии "Аполлон-21" и последующих экспедиций к Луне потребовался бы перезапуск производственных линий ракеты "Сатурн-5" и космического корабля "Аполлон". Ракета-носитель и космический корабль доказали свою надежность. С завершением программы "Аполлон" возможности расширения исследования Луны были упущены. Лунный модуль компании Grumman показал хорошие результаты, но его будущее было предрешено.
Ну а на сегодня у меня все. Спасибо за внимание.