ПОСАДКА НА ЛУНУ И ВОЗВРАЩЕНИЕ НА ЗЕМЛЮ
16 июля 1969 г. в 13 ч 32 мин по Гринвичу стартовала ракета-носитель Saturn V и корабль Apollo-11 с экипажем: Нейл Армстронг (командир корабля), Майкл Коллинз (пилот командного отсека) и Эдвин Олдрин (пилот лунного корабля).
Цель полета — посадка лунного корабля на Луну в районе Моря Спокойствия, в 190 км западнее кратера Маскелини, в точке с координатами 0°42'50" с. ш. и 23°42'28" з. д., выход на поверхность Луны Н. Армстронга и Э. Олдрина, сбор 60 кг лунного грунта, установка аппаратуры для исследования Луны, продолжительность пребывания на поверхности Луны вне корабля около 3 ч, старт с поверхности Луны и возвращение на Землю.
Общая расчетная продолжительность полета 195 ч 19 мин.
| Начальный вес Saturn V Apollo-11, т Ракета-носитель Saturn V Первая ступень (S-IC) Сухой вес ступени, т Стартовый вес, т Вторая ступень (S-II) Сухой вес ступени, т Стартовый вес, т Третья ступень (S-IVB) Сухой вес ступени, т Стартовый вес, т Переходник, т Вес лунного корабля Apollo-11, кг Взлетная ступень, сухая,кг | 2943 131,4 2287,0 42,7 486,419 11,360 119,0 3,680 15075,07 2181,016 без экипажа |
| Посадочная ступень, сухая, кг Топливо для РСУ, кг Топливо для ЖРД посадочной ступени, кг Топливо для ЖРД взлетной ступени, кг Командный отсек Служебный отсек | 2035,282 274,216 8217,400 2367,156 5561,5 кг, в том числе 111 кг топлива 23264,3 кг, в том числе 18 500 кг топлива. |
Ниже дана расчетная и фактическая программа вывода корабля Apollo-11 на траекторию полета к Луне.
| Время с момента-старта ч:мин;сек | ||
| фактическое | расчетное | |
| Стабилизированная платформа разарре- тирована S-IC, команда на запуск ЖРД S-IC, старт ЖРД № 5 старт ЖРД № 1 и № 3 старт ЖРД № 4 старт ЖРД № 2 Все ЖРД дают полную тягу | -00:00:17,00 -00:00:08,90 -00:00:06,40 -00:00:06,10 -00:00:06,00 -00:00:05,90 -00:00:01,60 | -00:00:17,00 -00:00:08,90 -00:00:06:40 -00:00:06,10 -00:00:06,00 -00:00:05,90 -00:00:01,50 |
| Старт, дальность ноль, Т0 Освобождаются рычаги, начало движения Разъединяется подводка питания Начало маневра рыскания Конец маневра рыскания | 00:00:00,00 00:00:00,30 00:00:00,60 00:00:01,70 00:00:09,70 | 00:00:00,00 00:00:00,30 00:00:00,70 00:00:01,70 00:00:10,70 |
| Начало маневра по тангажу и крену S-IC, отклонение наружного ЖРД Конец маневра по крену Число Маха М=1 Максимальный скоростной напор | 00:00:13,20 00:00:20,60 00:00:31,10 00:01:06,30 00:01:23,00 | 00:00:13,80 00:00:20,70 00:00:31,80 00:01:05,60 00:01:21,30 | S-IC, выключение центрального ЖРД Наклон удерживается S-IC, выключение периферийных ЖРД S-II, начало вентиляции бака Н2 Выключение насоса прокачки Н2 | 00:02:15,20 00:02:40,00 00:02:41,63 00:02:41,70 00:02:41,80 | 00:02:16,00 00:02:40,80 00:02:40,80 00:02:41,20 00:02:41,30 |
| S-II, включение двигателя, осадки топлива S-IC/S-II, разделение, включение тор- мозных РДТТ S-IC S-II, включение соленоидов двигателя S-II, включение двигателя, осадки топ- лива S-II, клапан охлаждения закрыт | 00:02:42,10 00:02:42,30 00:02:44,00 00:02:46,10 00:02:48,00 | 00:02:41,60 00:02:42,50 00:02:43,50 00:02:45,70 00:02:47,50 |
| Сброс переходника Система аварийного спасения, сброс Начало итерационного управления S-II, надув бака жидкого О2 S-II, выключение центрального ЖРД | 00:03:12,30 00:03:17,90 00:03:24,10 00:04:21,60 00:07:40,60 | 00:03:11,80 00:03:17,50 00:03:22,60 00:04:21,40 00:07:40,10 |
| S-II, наддув бака жидкого Н2 Итерационное управление тип 2 S-II, ЖРД на бедную смесь S-II, выключение периферийных ЖРД Итерационное управление, тип 3 | 00:07:41,60 00:08:14,80 00:08:18,80 00:09:08,22 00:09:08,23 | 00:07:41,10 00:08:08,80 00:08:18,80 00:09:11,72 00:09:11,73 |
| S-IVB, включение двигателя, осадки топлива S-II/S-1VB, разделение, включение тор- мозных двигателей S-II S-IVB, команда на запуск ЖРД Выключение насоса охлаждения горючим S-IVB, зажигание ЖРД | 00:09:08,90 00:09:09,00 00:09:09,20 00:09:10,40 00:09:12,20 | 00:09:12,30 00:09:12,40 00:09:12,60 00:09:13,90 00:09:15,70 |
| S-IVB, ЖРД работает S-IVB, сброс блоков ЖРД осадки топ- лива Начало конечного этапа управления Конец итереционного управления типа 3 S-IVB, команда выключения ЖРД по скорости | 00:09:14,70 00:09:21,00 00:11:05,20 00:11:31,60 00:11:39,34 | 00:09:18,20 00:09:24,40 00:11:05,50 00:11:31,80 00:11:39,49 |
| Вспомогательная двигательная установка осадки топлива, запуск двигателя № 1 Вспомогательная двигательная установка осадки топлива, запуск двигателя № 2 Выключение наддува бака жидкого О2 Выход на орбиту ожидания Начало ориентации по горизонту | 00:11:39,80 00:11:39,90 00:11:40,70 00:11:49,34 00:11:59,30 | 00:11:40,00 00:11:40,10 00:11:40,90 00:11:49,49 00:11:59,80 |
| S-IVB, вентиляция бака Н2 Вспомогательная двигательная установка осадки топлива, выключение двигате- ля № 1 Вспомогательная двигательная установка осадки топлива, выключение двигате- ля № 2 Первые навигационные расчеты Подготовка повторного запуска ЖРД S-IVB | 00:12:38,50 00:13:06,50 00:13:06,60 00:13:21,10 02:34:38,20 | 00:12:38,70 00:13:06,70 00:13:06,80 00:13:20,30 02:34:37,30 |
| S-IVB, включение воспламенительной форсунки Н2 Включение форсунки жидкого О2.О2/Н2 Включение гелиевого подогревателя Выключение вентиляции жидкого Н2 Включение регулятора наддува бака Н2 | 02:35:19,80 02:35:20,00 02:35:20,20 02:35:20,40 02:35:26,30 | 02:35:18,90 02:35:19,00 02:35:19:30 02:35:19,50 02:35:25:40 |
| Включение вспомогательного гидравли- ческого насоса Включение регулятора наддува бака О2 Включение охлаждающего насоса жидкого О2 Включение охлаждающего насоса жид- кого Н2 Предклапаны закрыты | 02:38:17,20 02:35:26,50 02:38:47,20 02:38:52,20 02:38:57,20 | 02:38:16,30 02:35:25,60 02:38:46,30 02:38:51,30 02:38:56,30 |
| Состав смеси 4,5 включен Вспомогательная двигательная установка, осадки топлива, включение двигате- ля № 1 Вспомогательная двигательная установка, осадки топлива, включение двигате- ля № 2 Выключение форсунки жидкого Н2, О2/Н2 Выключение форсунки жидкого Н2, О2/Н2 | 02:42:08,30 02:42:54,50 02:42:54,60 02:42:55,00 02:42:59,50 | 02:42:07,40 02:42:53,60 02:42:53,70 02:42:54,10 02:42:58,60 |
| Выключение охлаждающего насоса жид- кого Н2 Выключение охлаждающего насоса жидкого О2 Команда на повторный запуск ЖРД S-IVB Вспомогательная двигательная установка, осадки топлива, выключение двигате- ля № 1 Вспомогательная двигательная установка, осадки топлива, выключение двигателя №2 | 02:44:07,60 02:44:07,80 02:44:08,20 02:44:11,20 02:44:11,30 | 02:44:06,70 02:44:07,60 02:44:07,30 02:44:10,30 02:44:10,40 |
| S-IVB, ЖРД J-2 работает Регулировка состава смеси Наддув бака Н2, включение двух реле Начало конечной фазы управления Команда на выключение управления | 02:44:18,70 02:46:14,40 02:48:28,20 02:49 34,50 02:50:03,07 | 02:44:18,00 02:46:15,00 02:47:27,30 02:49:34,00 02:50:04,07 |
| Выключение ЖРД J-2 Начало вентиляции жидкого Н2 Выход на траекторию полета к Луне | 02:50:03,30 02:50:03,80 02:50:13,07 | 02:50:04,00 02:50:04,80 02:50:14,07 |
Номинальная траектория старта и последовательность операций Apollo-11 дана в табл. 21.
| Время ч:мин:сек | Высота, км | Скорость, м/сек | Дальность, км | |
| 00:00 00 00:01:21 00:02:15 | Начало движения Максимальный скоростной напор S-IC, выключение центрального ЖРД | 0,056 13,22 44,3 | 408,9 804,2 1982,2 | 0 5,0 46,1 |
| 00:02:40,8 00:02:41,6 00:02:43,2 | S-IC, выключение периферий- ных ЖРД S-IC/S-II, разделение S-II, зажигание | 66,2 67,0 67,7 | 2752,3 2762,7 2760 | 91,9 93,0 95,0 |
| 00:03:11,5 00:03:17,2 00:07:39,8 | S-II, сброс переходника Сброс системы аварийного спасения S-II, выключение центрального ЖРД | 91,8 96,0 179,3 | 2886 2980,2 5718,1 | 161,2 174,7 1112 |
| 00:09:11,4 00:09:12,3 00:09:15,4 | S-II, выключение периферий- ных ЖРД S-II/S-IVB, разделение S-IVB, зажигание | 185,91 185,92 185,93 | 6932,5 69:15,6 6935,6 | 1640,2 1645,8 1646,5 |
| 00:11:40,1 00:11:50,1 02:44:14,8 02:50:03,1 02:50:13,1 | S-IVB, выключение ЖРД Выход на орбиту ожидания S-IVB, повторное зажигание S-IVB, выключение ЖРД Выход на траекторию полета к Луне | 188,3 188,2 198,3 322,7 336,5 | 7791,4 7793,1 7788,8 10846,7 10839,2 | 2641,0 2712,7 6452,5 4880,6 4829,25 |
Корабль Apollo-11 стартовал 16 июля 1969 г. в 13 ч 32 мин по Гринвичу с азимутом 72° в начале открытия стартового окна (рис. 43.1, а, б, в).
Такой старт давал возможность произвести посадку на Луне в расчетном месте № 2 при угле возвышения Солнца около 10°, при общей продолжительности полета 8 сут 3 ч, обеспечивал резерв топлива для ЖРД служебного отсека, соответствующий изменению скорости 52 м/сек. Первая ступень ракеты Saturn V закончила работу на дальности 93,5 км, подняла аппарат на высоту 67 км и увеличила его скорость до 2760 м/сек.
 Рис. 43.1 (а). Зависимость общей продолжительности полета от времени старта корабля Apollo-11 (старто- вое окно). |  Рис. 43.1 (б). Возможные азимуты старта корабля Apollo-11  Рис. 43.1 (в). Геометрия стартового окна |
Вторая ступень S-II закончила работу на дальности 1640,2 км, подняла аппарат на 187 км и увеличила его скорость до 6935,6 м/сек. Двигаясь по баллистической траектории через 20 мин после отделения, вторая ступень упала в Атлантический океан на расстоянии 4250 км от места старта.
Третья ступень ракеты Saturn V начала работать сразу после отделения ступени S-II. ЖРД J-2 проработал 145 сек, увеличил скорость кораблч Apollo до 7791,4 м/сек и вывел его на орбиту ожидания 184,2/190,3 км с наклоном к экватору 32,51°.
Экипаж имел возможность управлять ракетой-носителем Saturn V в случае неисправности инерциальной платформы основной системы управления и навигации приборного отсека. На участке работы ступени S-1C экипаж мог переключить управление ракетой-носителем с системы управления приборного отсека на систему управления и навигации, действующую из командного отсека. При отказе автоматической системы во время работы второй и третьей ступеней ракеты экипаж переходит на ручное управление, посылая с помощью рукояток управления через бортовую ЭЦВМ сигналы в приборный отсек.
Apollo-11 оставался на орбите ожидания в течение полутора оборотов, сохраняя постоянную ориентацию отноcительно местной горизонтали в течение одного оборота.
После проверки всех систем корабля и подготовки к полету на Луну экипажу из Центра управления полетом через радиостанцию в Карнарвоне (Австралия) было передано разрешение на старт к Луне.
Через полтора оборота по орбите ожидания в момент времени T0+02 ч 44 мин 22 сек над Тихим океаном, чуть южнее экватора, был вторично включен ЖРД J-2 ступени S-IVB; он проработал 348 сек и увеличил скорость аппарата до 10 839,2 м/сек с запасом скорости в 1,83 м/сек для компенсации последующего маневра расстыковки Apollo и ступени-S-IVB.
Рис. 43.2. Выход корабля Apollo-11 на траекторию
свободного возвращения и маневр перехода на гибридную
траекторию полета к Луне
Корабль Apollo-11 вышел на траекторию свободного возвращения; после 145 ч 04 мин полета по ней, облетев Луну, он мог произвести посадку 22 июля в океане в точке с координатами 14,9° ю. ш. и 174,9° в. д. (рис. 43.2).
Через 25 мин после выхода на траекторию полета к Луне экипаж приступил к маневру перестроения, осуществив его с той же последовательностью операций, как и в полете Apollo-10
В момент времени Т0+04 ч 09 мин корабль Apollo-11 был отброшен четырьмя пружинами от S-IVB со скоростью около 0,3 м/сек.
После отделения корабля был включен ЖРД служебного отсека на 2,9 сек, сообщивший приращение скорости 6 м/сек, чтобы отвести корабль на безопасное расстояние перед сливом топлива из баков S-IVB. Слив остатков топлива через камеру ЖРД J-2 вывел ступень S-IVB на траекторию, по которой, пройдя мимо задней кромки диска Луны, ступень вышла на орбиту вокруг Солнца.
Вместо четырех запланированных коррекций траектории полета к Луне была сделана лишь одна, в момент времени Т0+26 ч 45 мин, когда корабль Apollo-11 находился на расстоянии 202 136 км от Земли; корабль двигался со скоростью 1535 м/сек и вес его был равен 43 748 кг. ЖРД служебного, отсека был включен на 3 сек, приращение скорости составило 6,4 м/сек. Остальные 3 коррекции не производились, по-видимому, в результате этого корабль Арollо-11 прибыл к Луне на 4 мин раньше расчетного времени.
В течение всего пассивного полета к Луне корабль был освещен Солнцем, и чтобы обеспечить пассивное терморегулирование, он медленно вращался относительно продольной оси.
19 июля в момент времени То+75 ч 49 мин 28 сек на 4 мин раньше расчетного времени, когда корабль находился за Луной, был включен ЖРД служебного отсека; он проработал 357 сек и перевел корабль на эллиптическую орбиту ИСЛ с высотой в апоселении 313,8 км и в периселении 112,7 км. По этой орбите Apollo-11 сделал 2 оборота вокруг Луны и в То+80 ч 04 мин 51 сек, на 4 мин 39 сек раньше расчетного времени, был вторично включен ЖРД служебного отсека на 16,4 сек, в результате чего корабль перешел на орбиту, близкую к круговой, с высотой в апоселении 121,5 км и в периселении 99,4 км (рис. 43.3). Эта орбита очень близка к номинальной орбите 120x100 км, которая под влиянием аномалий гравитационного поля Луны должна была перейти в круговую орбиту высотой 111 км. Примерно за 1 ч до полуночи Э. Олдрин на 2 ч перешел в лунный корабль для подготовки систем корабля к самостоятельному полету.
Рис. 43.3. Выход корабля Apollo-11 на орбиту искусственного спутника Луны
Снижение лунного корабля и посадка на Луну
20 июля после отдыха астронавты начали подготовку к посадке на Луну. Э. Олдрин в легком комбинезоне, а за ним Н. Армстронг в скафандре, но без гермошлема и перчаток переходят в лунный корабль и начинают подготовку бортовых систем к автономному полету. Затем Э. Олдрин возвращается в командный отсек, надевает скафандр и переходит в лунный корабль.
В момент времени То+100 ч 05 мин, на 4 мин 50 сек раньше расчетного времени, когда Apollo-11 находился за Луной, М. Коллинз произвел расстыковку, Н. Армстронг отвел лунный корабль на 12-15 м, повернул его по тангажу и рысканию, а М. Коллинз из командного отсека осмотрел лунный корабль и убедился в отсутствии у него повреждений.
Затем М. Коллинз включил ЖРД РСУ на 6,9 сек, основной блок получил приращение скорости 7,6 м/сек и перешел на эквипериодическую орбиту с максимальным удалением на 4,07 км от лунного корабля через полоборота.
Астронавты в лунном корабле проводят последние подготовительные операции: проверяют работу радиолокатора встречи, вводят данные в бортовую ЭЦВМ, проверяют согласование гироплатформ лунного корабля и командного отсека.
В момент времени То+101 ч 36 мин 14,07 сек (на 2 мин 34 сек раньше расчетного времени), когда лунный корабль находился за Луной, был включен ЖРД посадочной ступени; он проработал 15 сек на тяге 10% номинальной, 0,8 сек на переходном режиме и 13 сек на тяге 40% номинальной, в результате чего скорость лунного корабля уменьшилась на 22,6 м/сек и он перешел на снижение по орбите с высотой в периселении 15,8 км и в апоселении 106 км (рис. 43.4).
Рис. 43.4. Снижение лунного корабля с орбиты искусственного спутника
на поверхность Луны
В момент времени То+102 ч 29 мин через основной блок, выполнявший роль ретранслятора, Н. Армстронгу было передано специальное разрешение Центра управления полетом на выполнение посадки на Луну.
Посадка осуществлялась в 3 этапа: торможение, приближение к точке посадки, вертикальная посадка.
В момент времени То+102 ч 33 мин 04 сек на расстоянии 424,7 км от места посадки № 2 начался этап торможения, был включен ЖРД посадочной ступени, он работал 26 сек на тяге 10% номинальной и 358 сек на номинальной тяге 4472 кг. Далее, в течение 2 мин тяга уменьшалась с 59 до 55% номинальной. На этапе торможения лунный корабль был повернут окнами вниз и астронавты заметили, что время пролета кратера Маскелини не совпало с необходимым. Пройдя кратер, лунный корабль развернулся по крену на 180° окнами вверх (рис 43.5).
На входе в первый коридор на расстоянии 7,5 км от точки посадки (высота над поверхностью Луны Н=2,3 км, скорость V=550 км/ч, вертикальная скорость снижения Vy=45 м/сек) начался этап приближения к точке посадки (рис 43.6)
На этапах торможения и приближения к точке посадки лунный корабль управлялся цифровым автопилотом, работавшим по программе Р-63
Рис. 43.5. Торможение лунного корабля Apollo-11 перед посадкой на Луну
Рис 43.6. Вход лунного корабля Apollo-11 в контрольный коридор № 1
Когда астронавты смогли видеть лунный горизонт и район посадки, до которого оставалось 5,8 км, Н. Армстронг переключил автопилот на программу Р-64. В соответствии с этой программой управление посадочным ЖРД и ЖРД РСУ лунного корабля производится автоматически по командам бортовой ЭЦВМ и посадочного радиолокатора, астронавты вручную могут корректировать лишь ориентацию.
Во второй коридор лунный корабль вошел на высоте H=150 м с горизонтальной скоростью V=74 км/ч, на расстоянии 600 м от точки посадки (рис. 43.7).
Рис. 43.7. Вход лунного корабля Apollo-11 в контрольный коридор № 2
и посадка на Луну
Когда лунный корабль, снизился до высоты H=140 м, Н. Армстронг увидел, что автопилот ведет корабль на посадку в кратер размерами с футбольное поле, усеянный крупными камнями до 3 м в поперечнике. Н. Армстронг выключил автоматическую программу Р-64 и перевел бортовую ЭЦВМ на полуавтоматическую программу Р-66; в соответствии с этой программой ЖРД посадочной ступени управляется автоматически, чтобы вертикальная скорость снижения была 1 м/сек, а ЖРД РСУ управляются полностью вручную, что обеспечивает необходимую величину горизонтальной составляющей скорости. С помощью ЖРД РСУ Н. Армстронг обеспечил горизонтальную составляющую скорости 3-4,5 м/сек и лунный корабль благополучно перелетел опасный для посадки кратер.
Н. Армстронг имел возможность переключить бортовую ЭЦВМ на программу Р-67. В этом случае управление вектором тяги посадочного ЖРД и ЖРД РСУ полностью производится вручную, а бортовая ЭЦВМ лишь поддерживает вертикальную скорость снижения на уровне 0,3 м/сек. Н. Армстронг не воспользовался программой Р-67, так как она затягивает процесс посадки.
Перелетев опасный кратер и выбрав для посадки подходящее место, Н. Армстронг затормозил горизонтальную скорость, одновременно осуществляя вертикальное снижение корабля; от струи посадочного ЖРД поднялось облако лунной пыли на высоту до 20 м, которое мешало визуальному определению высоты и скорости. Сигнальная лампочка, свидетельствующая о контакте щупов посадочных опор с поверхностью Луны, загорелась в момент времени То+102 ч 45 мин 04 сек, через 0,9 сек был выключен ЖРД посадочной ступени, все четыре ноги шасси встали на лунный грунт в То+102 ч 45 мин 40,197 сек. 20 июля 1969 г. в 20 ч 17 мин 40,197 сек впервые корабль, пилотируемый человеком, совершил посадку на Луну (рис. 43.8а).
Рис. 43.8 (а). Контакт щупов лунного корабля с поверхностью Луны посы-
лает сигнал и астронавты выключают посадочный ЖРД.
Рис. 43.8 (б). Место посадки лунного корабля Apollo-11
(0°41'15" с. ш.. 23°26' в. д.).
Вертикальная скорость в момент посадки была ~ 0,3 м/сек, горизонтальная скорость полностью не была погашена, на что указывал характер изгиба щупов на посадочных пятах. На грунт лунный корабль встал с наклоном 4,5° относительно лунной вертикали, ось рыскания составляла 13° с плоскостью траектории полета, ЖРД посадочной ступени проработал на 38 сек дольше расчетного времени.
После посадки вес лунного корабля был равен 7211 кг, остаток топлива в баках посадочной ступени составлял 1,85% (на 18 сек полета на номинальной тяге); при имитации посадки на Земле на моделирующих стендах, как правило, оставалось 5,5-6% топлива.
Apollo-11 совершил посадку почти на границе участка №2. После полета по фотоснимкам, привезенным астронавтами, были уточнены координаты точки посадки: 0°41'15"с. ш. и 23°26' в. д. (рис. 43.8б).
21 июля в 2 ч 57 мин по Гринвичу Н. Армстронг спустился на поверхность Луны. Спуск Н. Армстронга на поверхность Луны Э. Олдрин снимал кинокамерой из верхнего люка. На поверхности Луны Н. Армстронг быстро собрал ~ 1 кг образцов лунного грунта на случай аварийного возвращения в лунный корабль. Э. Олдрин начал выход на поверхность Луны в 3 ч 14 мин по Гринвичу.
Астронавты перенесли телекамеру на 20 м от точки посадки, установили государственный флаг США, по радио доложили Президенту США о благополучной посадке на Луну; развернули рулон алюминиевой фольги и, установили его на шесте вблизи корабля для регистрации частиц инертных газов в солнечном ветре; на расстоянии 20 м установили лазерный отражатель, на расстоянии 25 м - пассивный сейсмометр. Затем Н. Армстронг и Э. Олдрин собрали около 28 кг образцов лунного грунта.
Э. Олдрин вернулся в лунный корабль в 5 ч 00 мин, Н. Армстронг-в 5 ч 10 мин. Таким образом Н. Армстронг находился на поверхности Луны 2 ч 21 мин 16 сек.
После отдыха астронавты начали подготовку к старту с Луны.
ЖРД взлетной ступени лунного корабля был запущен в То+124 ч 23 мин, точно в расчетное время, проработал на полной тяге 435 сек, на 3 сек меньше расчетного номинального времени (так как тяговооруженность оказалась несколько выше номинальной) и сообщил взлетной ступени скорость 1690 м/сек. Активный участок траектории взлета состоял из двух фаз: взлета по вертикали, чтобы обеспечить прохождение траектории над лунными горами, и фазы выхода на орбиту искусственного спутника Луны. Через 10 сек взлета по вертикали при скорости 18,3 м/сек, на высоте около 76,3 м начался маневр поворота по тангажу одновременно с выходом на требуемый для встречи азимут. В конце маневра угол тангажа равнялся 52°.
ЖРД взлетной ступени выключился на расстоянии 307км западнее места посадки лунного корабля и вывел ее на орбиту искусственного, спутника Луны 17,57/87,6 км (рис. 43.9, 43.10., 43.11).
Рис. 43.9. Траектория вертикального старта взлет-
ной ступени лунного корабля Apollo-11 с поверхности Луны.
Рис. 43.10. Активный участок траектории выхода взлетной
ступени лунного корабля Apollo-11 на орбиту искусственного
спутника Луны
Рис. 43.11. Выход взлетной ступени лунного корабля Apollo-11
на орбиту искусственного спутника Луны.
| Этапы полета | Время, мин: сек | |
| расчетное | фактическое | |
| Конец взлета по вертикали | 0:10 | 0:10 |
| Конец активного участка вывода на траекторию ИСЛ | 7:18 | 7:15 |
| Начало коррекции остатка скорости | - | 7:33 |
| Коррекция остатка скорости выполнена | - | 8:37 |
Параметры активного участка траектории взлета
| Прицельные параметры взлета Радиальная скорость, м/ceк Горизонтальная скорость, м/сек Поперечная дальность (сводится к нулю), км Высота в конце активного участка, км Остаточная скорость в координатах лунного корабля, м/сек Vgx Vgу Vgz Окончательная орбита после коррекции остаточной скорости Высота в апоселении, км Высота в периселении, км | 9,8 1690 3,24 18,3 -0,64 -0,035 0,549 87,6 17,57 |
В табл. 22 и 23 даны фактические характеристики взлета взлетной ступени лунного корабля Apollo-11 и характеристики, рассчитанные до полёта.
Сравнение показывает хорошее совпадение фактических характеристик с расчетными и отсутствие аномалий.
Дальше экипаж начал вести расчет четырех главных маневров, обеспечивающих встречу с основным блоком, находившимся на орбите ИСЛ впереди взлетной ступени на расстоянии ~500 км.
| Тип системы измерений | Высота, м | Радиальная скорость м/сек | Горизонтальная скорость, м/сек |
| Расчет до полета | 18 326 | 9,8 | 1688,9 |
| Основная система навигации и управления | 18 484 | 10,1 | 1689,3 |
| Аварийная система навигации управления | 18 306 | 9,2 | 1689,5 |
| Наземная радиолокационная сеть | 18 681 | 10,7 | 1690,4 |
| Расчет после полета | 18 392 | 9,8 | 1689,3 |
Все маневры в необходимой для встречи последовательности совершались с использованием ЖРД РСУ лунного корабля.
В первом апоселении в Т0+125 ч 21 мин 20 сек ЖРД РСУ сообщил приращение скорости 14,95 м/сек и через 20 мин радиолокатор встречи на взлетной ступени лунного корабля захватил основной блок и на нем с помощью УКВ дальномера и секстанта велись навигационные расчеты (рис. 43.12).
На активном участке в первом апоселении одновременно вводилась поправка, устраняющая угол смещения плоскостей орбит, возникающий вследствие ошибки в выборе азимута старта.
Совмещение двух аппаратов по фазе началось на концентрических орбитах и взлетная ступень догоняла основной блок с большей угловой скоростью на 0,072 град/мин.
Следующая проверка и коррекция плоскости орбиты проводилась через 29 мин после первого апоселения с таким расчетом, чтобы обе орбиты имели общий узел при переходе на постоянную разность высот в момент Т0+126 ч 19 мин 40сек.
Окончательное фазирование и сближение началось в Т0+126 ч 58 мин 26 сек, когда линия визирования основного блока с местной горизонталью составляла угол 26,6°; вдоль линии визирования было сообщено приращение скорости 7,5 м/сек.
Рис. 43.12. Переход взлетной ступени лунного корабля
Apollo-11 на фазирующую орбиту и постоянную разность высот
Взлетная ступень перешла на орбиту 113/80 км, ее угловая скорость уменьшилась и превышение над орбитальной угловой скоростью основного блока стало равным 0,032 град/мин (рис. 43.13).
Рис. 43.13. Маневр постоянной разности высот, окончательное фазирование,
коррекция траектории встречи взлетной ступени с основным блоком
корабля Apollo-11.
В момент времени T0+127 ч 52 мин М. Коллинз начал маневрирование с целью осуществить причаливание и стыковку. При первом касании элементов стыковочного узла, внезапно включились ЖРД РСУ взлетной ступени и она начала вращаться относительно продольной оси, вращение удалось быстро остановить и стыковка была успешно завершена в Т0+128 ч 03 мин, на 3 мин позже расчетного времени. На осуществление всех этапов встречи и стыковки потребовалось 3 ч 33 мин.
После стыковки и герметизации туннеля Н. Армстронг и Э. Олдрин, взяв образцы лунного грунта, вернулись в командный отсек (рис. 43.14).
Рис. 43.14. Герметизация туннеля после стыковки взлетной ступени лунного
корабля с командным отсеком:
| 1 — закрыть редукционный клапан взлетной ступени; 2 — редукционный клапан пе- реднего люка взлетной ступени поставить на автоматический режим; 3 — в команд- ном отсеке открыть клапан управления кислородом, отрегулировать давление боль- ше, чем во взлетной ступени; 4—открыть на туннельном люке клапан, уравниваю- щий давления; 5 — отрегулировать в командном отсеке расход кислорода 0,364 кг/ч; 6 — открыть люк туннеля |
Астронавты сбросили взлетную ступень раньше расчетного времени, так как услышали шум в туннеле и в верхней части ступени.
 Рис. 43.15. Выход на траекторию возвращения к Земле (ЖРД вклю- чен на 149 сек, когда корабль был за диском Луны, приращение скорости полета 1003 м/сек) |
М. Коллинз включил ЖРД служебного отсека в То+135 ч 25 мин, когда корабль Apollo-11 находился за Луной; ЖРД проработал 149 сек, сообщил приращение скорости 1003 м/сек и перевел корабль на траекторию возвращения к Земле продолжительностью 59,5 ч (рис. 43.15).
24 июля корабль Apollo-11 приблизился к Земле, в То +194 ч 48 мин командный отсек отделился от служебного отсека и через 15 мин вошел в атмосферу Земли на высоте 122 км со скоростью 11 025,5 м/сек на расстоянии 2380 км от расчетной точки посадки.
Главные парашюты открылись в To+195 ч 11 мин, командный отсек произвел посадку в Тихом океане юго-западнее Гавайский о-вов в Tо+195 ч 17 мин 53 сек на 1 мин 12 сек раньше времени, предусмотренного планом полета (рис. 43.16; 43.17; 43.18.). [17.]
Рис. 43.16. Ориентация командного отсека корабля Apollo при входе в
атмосферу, процесс раскрытия парашютов и посадка в Тихом океане
Рис. 43.17. Траектория входа в атмосферу командного отсека корабля
Apollo-11 (отметки времени через 1/2 мин)
Рис. 43.18 Место посадки командного отсека корабля Apollo-11
| Этапы полета | Фактическое выполнение Тф ч:мин:сек |
Номинальная программа Тн ч:мин:сек |
Тн- Тф, мин:сек |
| Старт | Т„+ 00:00:00 | 00:00:00 | 00:00 |
| Выход на орбиту ожидания | 00:11:49,34 | 00:11:50 | 00:00,66 |
| Выход на траекторию полета к Луне | 02:50:13,07 | 02:50:13,1 | 00:00,03 |
| Выход на орбиту ИСЛ № 1 | 75:54:28 | ||
| Выход на орбиту ИСЛ № 2 | 80:04:51 | 80:09:30 | 04:39,0 |
| Расстыковка Apollo-11 | 100:05:00 | 100:09:50 100:39:50 |
|
| Начало снижения лунного корабля с орбиты ИСЛ | 101:36:14,07 | 101:38:48 | 02:34,93 |
| Начало торможения лунного корабля | 102:33:04 | 102:35:13 | 02:09,0 |
| Посадка на Луну | 102:45:40 | 102:47:11 | 01:31,0 |
| Взлет с Луны | 124:21:56 | 124:23:21 | 01:25,0 |
| Стыковка на орбите ИСЛ | 128:00:00 | ||
| Выход иа траекторию возвращения к Земле | 135:24.05 | 135:24:34 | 00:29,0 |
| Вход в атмосферу Земли (H= 120 км.) | 195:05:04 | ||
| Посадка | 195:17:53 | 195:19:05 | 01 12,0 |
Номинальная программа и фактическое выполнение главных этапов полета Apollo-11 дана в табл. 24.
назад