Приветствую вас мои космические друзья!
На заре космической эры борьба США за первенство в космосе шла довольно медленно, поскольку Советский Союз раз за разом добивался все новых и новых успехов. Но уже к лету 1966 года американская космическая программа демонстрировала заметный успех. В начале июня 1966 года космическое агентство НАСА совершило посадку зонда "Сервейер-1" на лунную поверхность. Два месяца спустя зонд Lunar Orbiter 1 вышел на орбиту вокруг Луны и начал картирование потенциальных мест прилунения для будущих пилотируемых экспедиций.
Тем временем пилотируемая программа "Джемини" продвигалась вперед. Благодаря ей астронавты НАСА осваивали навыки стыковки, а также тестировали новые технологии, которые были необходимы для выполнения миссий лунной программы "Аполлон". В июле 1966 года НАСА произвело успешный запуск миссии "Джемини-10", которая включала в себя двойное сближение с ракетами-мишенями "Аджена" и ряд выходов в открытый космос. Параллельно шла подготовка к двум заключительным полетам программы "Джемини", которая должна была завершится к концу 1966 года.
В это же время начались испытания космических кораблей "Аполлон" и ракет-носителей "Сатурн". В августе 1966 года состоялся последний беспилотный испытательный полет программы "Аполлон"- AS-202. Эта миссия должна была состояться перед первым пилотируемым полетом, который был запланирован на февраль 1967 года.
На этом этапе космической программы "Аполлон" компания North American Aviation проектировала и строила две версии космического корабля "Аполлон". Первая версия называлась Apollo Block I. Этот космический корабль предназначался для испытательных полетов на низкой околоземной орбите с целью проверки базовой конструкции командно-служебного модуля (CSM). Опыт, полученный при испытательных полетах этой версий, должен был быть учтен при создании модернизированной версии командно-служебного модуля Apollo Block II. Эта версия космического корабля была создана для полета к Луне и обратно.
Командный модуль (CM), имел коническую форму с диаметром основания 3,9 метра и высотой 3,2 метра. Служебный или сервисный модуль (SM), включал в себя все системы и расходные материалы, необходимые для полета. Он представлял собой цилиндр с тем же диаметром что и командный модуль. Космический корабль имел так называемую "сервисную двигательную установку" (SPS) которая представляла из собой ракетный двигатель Aerojet AJ10-137 с тягой 91-килоньютон (9,3 тонн-силы). Общая высота командно-служебного модуля составляла 11 метров, а номинальная масса версии Apollo Block I превышала 20 метрических тонн.
Космический корабль "Аполлон" был оснащен системой аварийного спасения (LES), которая была разработана компанией Lockheed Propulsion Company. Она была предназначена для эвакуации командного модуля в случае аварийной ситуации на самом раннем этапе полета. Она должна была быть сброшена после запуска двигателей второй ступени.
Ракета-носителем для запуска командно-служебного модуля на околоземную орбиту был "Сатурн-1B". Эта ракета представляла собой существенно улучшенную версию носителя "Сатурн-1".
Первая ступень этой ракеты-носителя была построена компанией Chrysler и имела обозначение S-IB. Ступень представляла собой модернизированную версию первой ступени ракеты "Сатурн-1". Конструкция ступени S-IB состояла из набора восьми баков (4 бака с жидким кислородом и 4 бака с керосином) сгруппированных вокруг одного бака с жидким кислородом диаметром 2,7 метра. Ступень также имела иную конструкцию стреловидных килей, а также множество других изменений, которые сделали ее на 9 тонн легче по сравнению с конструкцией первой ступени ракеты "Сатурн-1". Первая ступень S-IB был оснащена восемью усовершенствованными двигателями Rocketdyne H-1, общая тяга которых была увеличена с 6683 (751 тонн-силы) до 7120 килоньютон (800 тонн-силы).
Самым большим изменением подверглась вторая ступень ракеты "Сатурн-1B", имевшая обозначение S-IVB. Она была построена компанией Douglas Aircraft Company. Вместо шести двигателей Pratt & Whitney RL-10 (использовавшихся на второй ступени ракеты "Сатурн-1"), которые выдавали в общей сложности 400 килоньютон тяги (45 тонн-силы), на второй ступени ракеты "Сатурн-1B" был установлен один двигатель Rocketdyne J-2 который имел тягу в 890 килоньютон (100 тонн-силы), работающий на топливной паре жидкий водород/жидкий кислород.
Помимо увеличения грузоподъемности ракеты "Сатурн-1B" (для того чтобы она могла выводить командно-служебный или лунный модуль на околоземную орбиту), первые испытательные полеты позволили провести испытания версии ступени S-IVB которая будет использоваться в качестве третьей ступени ракеты "Сатурн-5", которая в конечном счете отправит пилотируемую экспедицию к Луне.
Конический адаптер, состоящий из четырех панелей, соединял вторую ступень с командно-служебным модулем. Ракета-носитель "Сатурн-1B" без полезной нагрузки имела высоту 43,2 метра и изначально была способна выводить на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку массой до 17 тонн. Общая высота связки "Аполлон-Сатурн-1B" составляла 68,3 метра, а ее стартовая масса составляла 598 тонн.
Миссия "Аполлон AS-201", стартовала 26 февраля 1966 года. В ходе этого полета был впервые запущен командно-служебный модуль Apollo Block I и ракета "Сатурн-1B".
Хотя все основные цели этой испытательной миссии были выполнены, проблемы, возникшие во время 37-минутного суборбитального полета, особенно во время двух включений маршевого двигателя командного-служебного модуля, вынудили отложить следующую миссию (AS-202) для решения возникших проблем.
Тем временем, 5 июля 1966 года была осуществлена испытательная миссия AS-203. Она была запущена не в соответствии с первоначально запланированной последовательностью. Испытательный полет AS-203, был сосредоточен на тестировании ракеты "Сатурн-1B", и особенно различных конструктивных особенностей второй ступени S-IVB, до того, как эта ступень будет использована на ракета "Сатурн-5".
Основной задачей заключительного беспилотного испытательного полета AS-202, было испытание различных систем космического корабля перед первым пилотируемым полетом AS-204, который в последствии будет назван миссией "Аполлон-1". Полет AS-202 должен был быть выполнен по суборбитальной траектории. Но вместо 37-минутного полета, как в случае с миссией AS-201, это был более длительный полет продолжительностью 93 минуты. Приводнение капсулы космического корабля должно было произойти в Тихом океане, примерно в 28 700 километрах от места старта.
В то время как командно-служебный модуль CSM-009, использовавшийся в миссии AS-201, не нес многих систем, необходимых для пилотируемого полета, полезной нагрузкой для миссии AS-202 стал полностью функциональный космический корабль Apollo Block I CSM-011, в той же конфигурации, которая была предусмотрена для первого пилотируемого испытательного полета. К заметным отличиям относилось отсутствие трех кресел для астронавтов, некоторого оборудования и системы вентиляции кабины после посадки. Командный модуль CM-011 нес электромеханический секвенсор управления полетом для проверки различных систем во время полета. Также в состав входили четыре камеры, три вспомогательные батареи и специализированные приборы. В отличие от миссии AS-201, которая использовала батареи для питания космического корабля, служебный модуль SM-011 нес два рабочих топливных элемента, которые были способны вырабатывать 2,84 киловатта электроэнергии.
После того, как ракета-носитель "Сатурн-1B" SA-202 выведет космический корабль на траекторию полета, командно-служебный модуль CSM-011 должен был отделится от отработанной второй ступени. Затем вторая ступень (S-IVB) должна была провести испытание, аналогичное тому, которое проводилось во время миссии AS-203, в ходе которого увеличивалась разница давлений в общей перегородке между баками с жидким водородом и жидким кислородом до тех пор, пока перегородка не разрушалась, чтобы проверить результаты наземных испытаний на прочность.
Сразу после отделения от второй ступени, должен бы быть запущен маршевый двигатель командно-служебного модуля, чтобы поднять орбиту космического аппарата до высоты 1136 километров. Поскольку одной из важных задач этого испытания было испытание теплозащиты космического корабля, то после достижения апогея, маршевый двигатель должен был быть запущен повторно для увеличения скорости снижения. Затем должны были последовать еще два коротких запуска двигателя, чтобы проверить возможность быстрого перезапуска.
После отделения от командного модуля, капсула космического корабля должна была войти в атмосферу со скоростью 8500 метров в секунду под небольшим углом в 3,48°. После снижения до высоты 66,4 километра система наведения космического аппарата должна была использовать подъемную силу капсулы для того чтобы поднять высоту полета до 80,6 километров, прежде чем окончательно начать спуск у Земле. Этот профиль входа в атмосферу с двумя прыжками будет использоваться командным модулем корабля "Аполлон" во время его возвращения с Луны. Этот полет должен был предоставить данные для проверки гиперзвуковых аэродинамических свойств капсулы космического корабля, полученных в ходе испытаний в аэродинамической трубе.
Хотя этот профиль входа в атмосферу подвергал теплозащитный экран командного модуля более низкой скорости нагрева, ему все равно предстояло справляться с общей тепловой нагрузкой в 260 мегаджоулей на квадратный метр. Хотя эта тепловая нагрузка составляла лишь малую часть от той, которую должна была испытать капсула во время возвращения с Луны, эти данные все равно бы подтвердили возможность возвращения командного модуля на Землю, после осуществления полета на низкой околоземной орбите.
После входа в атмосферу, командный модуль должен был приводнится в центральной части Тихого океана, где должен был быть подобран спасательными службами. В случае отказа системы наведения, командный модуль мог совершить простой баллистический вход в атмосферу, как во время выполнения миссии AS-201, но тогда приводнение должно было произойти на расстоянии 1600 километров от места старта. Чтобы учесть эти и другие непредвиденные обстоятельства, включая неопределенность соотношения подъемной силы и сопротивления командного модуля, зона спасения для выполнения миссии AS-202 составляла 6500 километров в длину и 370-560 километров в ширину, проходя между островами Каролина и Уэйк, с точкой приводнения в 550 километрах к юго-востоку от острова Уэйк. В состав спасательной группы входил авианосец класса "Эссекс", авианосец USS Hornet, пара эсминцев и семь поисковых самолетов C-130.
Стартовая масса командно-служебного модуля CSM-011 для миссии AS-202 составляла 20 275 килограмм, включая 10 580 килограмм топлива, а также 327 килограмм жидкого водорода и кислорода для топливных элементов. Масса космического корабля была тяжелее на 9 тонн по сравнению с массой космического корабля CSM-009, который запускался во время миссии AS-201. Общая стартовая масса полностью заправленной ракеты "Сатурн-IB" и ее полезной нагрузки составляла 595,3 метрических тонны.
Первой крупной частью ракеты-носителя для выполнения испытательного полета AS-202, прибывшая на мыс Кеннеди 31 января 1966 года (ныне Мыс Канаверал), стала вторая ступень S-IVB-202. За ней была доставлена первая ступень, S-IB-2, которая прибыла на барже неделей позже.
Ракета-носитель "Сатурн-IB" была установлена на стартовой площадке LC-34 4 марта 1966 года, всего через шесть дней после запуска миссии AS-201. В течение месяца ракета-носитель "Сатурн-IB" под номером SA-202 прошла серию предстартовых испытаний. Поскольку стартовый комплекс LC-34 был занят подготовкой к старту миссии AS-202, для запуска еще одного испытательного полета (AS-203) использовалась недавно отремонтированная стартовая площадка LC-37B.
Тем временем, компоненты командно-служебного модуля CSM-011 прибыли на Мыс в апреле 1966 года, и после осмотра он был доставлен на стартовую площадку LC-16 для проверки двигательной установки. Затем была установлены топливные ячейки и проведена серия испытаний, в том числе в вакуумной камере. В 2 июня 1966 года космический корабль, был окончательно установлен на ракету-носитель SA-202 на стартовой площадке LC-34. После проведения дополнительных проверок, ракета-носитель была полностью готова для выполнения испытательного полета AS-202, старт которого был запланирован на 25 августа 1966 года в 12:30 по восточному времени.
В 13:15:32 по восточному времени (17:15:32 по Гринвичу) 25 августа 1966 года ракета-носитель "Сатурн-1B" стартовала для выполнения испытательного полета AS-202. Восемь ракетных двигателей H-1 первой ступени отключился через две минуты и 23,5 секунды после старта.
Разделение ступеней было зафиксировано двумя кинокамерами, установленными на первой ступени. Несмотря на незначительные неисправности клапанов в системе рециркуляции ракетного двигателя второй ступени J-2, он благополучно запустился и продолжил вывод полезной нагрузки. Когда отработанная первая ступень, достигла высоты в 97,2 километра, капсулы с камерами, фиксировавшие ее отделение, были сброшены, но к сожалению была обнаружена только одна из них.
О том как работали рокеткамы ракет "Сатурн" читайте в статье:
Ну а тем временем, через две минуты и 49 секунд после старта была сброшена система аварийного спасения (LES) вместе с защитным кожухом командного модуля. Из-за проблем с регулированием топливной смеси двигателя J-2, он отключился на 14 секунд раньше, при этом космический корабль двигался всего на 0,6 метра в секунду быстрее и на 90 метров ниже, чем было планировано. На высоте 222 километра командно-служебный модуль был отделен от второй ступени, и через 11 секунд был запущен маршевый двигатель космического корабля, который работа в течении 217 секунд.
Эти события отслеживались в прямом эфире с помощью телевизионной камерой установленной на второй ступени, изображение с которой передавалось через станцию слежения расположенную в Антигуа. Вторая ступень S-IVB-202 достигла пиковой высоты в 269 километров, в 2858 километрах от места запуска, через 13 минут и 20 секунд после старта. Передача телеметрической информации с нее прекратилась через 141 секунду после достижения апогея, когда разрушилась перегородка между топливными баками, а сама ступень потеряла структурную целостность. Обломки второй ступени сгорели при входе в атмосферу Земли.
После выключения маршевого двигателя командно-служебного модуля, он набрал скорость в 7772 метра в секунду. По мере приближения к апогею, космический корабль "Аполлон" был сориентирован командным модулем по направлению к Земле для проведения тепловых испытаний. Через 41 минуту и 14 секунд корабль "Аполлон" достиг апогея на высоте 1143 километров. Единственной проблемой на этом этапе полета был слабый сигнал от унифицированной системы связи S-диапазона, что привело к нестабильной передаче телеметрической информации, а также отказ гликолевого испарителя системы терморегуляции, которая произошла на 54 минуте полета. В результате этого температура внутри кабины достигла 24°C.
После этого командно-служебный был сориентирован по направлению полета. Через 24 минуты 42 секунды после достижения апогея маршевый двигатель был запущен во второй раз на высоте 457,4 километра. Он проработал в течении 89,2 секунд, после чего последовали еще два коротких включения двигателя длившиеся по 3,8 секунды каждое, для проверки возможности быстрого перезапуска. Последнее включение двигателя было завершено через 1 час 7 минут и 51 секунду после старта миссии, когда CSM-011 находился на высоте 346,0 километров, двигаясь с постоянной скоростью 8449 метров в секунду.
Через пару минут командный и служебный модули были отделены друг от друга, и командный модуль был готов к входу в атмосферу. Он достиг точки входа в атмосферу на высоте 122 километра, двигаясь со скоростью 8690 метров в секунду. Система наведения капсулы космического корабля выполнила так называемый двойной прыжок при входе в атмосферу. Сначала капсула опустилась до высоты в 64,7 километров, а затем поднялась до 78,5 километров, прежде чем начала окончательно снижаться.
Во время входа в атмосферу температура теплозащитного экрана, по расчетам, достигла 1500°C. Капсула космического корабля приводнился в точке 16,11° с.ш., 168,90° в.д., примерно в 805 километрах к юго-западу от острова Уэйк после полета, который длился один час, 33 минуты и две секунды. Поскольку отношение подъемной силы к сопротивлению командного модуля было примерно на 15% ниже ожидаемого, а угол входа в атмосферу был на 0,05° круче запланированного, командный модуль AS-202 приводнился на 380 километров дальше от цели.
После того, как капсула была обнаружен с воздуха, на место прибыли спасатели и прикрепили к ней специальный надувной воротник для стабилизации. Через несколько часов прибыл авианосец USS Hornet и подобрал CM-011. Затем командный модуль "Аполлон" был отправлен на предприятие компании North American Aviation, где инженеры тщательно изучили космический аппарат и его теплозащитный экран. Несмотря на некоторые незначительные проблемы, испытательный полет AS-202 достиг всех поставленных целей.
Следующий запуск космического корабля "Аполлон" с экипажем на борту был запланирован на февраль 1967 года. Но к сожалению, из-за случившейся трагедии, он так и не состоялся.
Ну а на сегодня у меня все. Спасибо за внимание!