50 години от експедициите Аполо: краят на полетите до Луната

Програмата Аполо (1961-1972 г.) беше осъществена в условията на жестока надпревара със СССР. Тя завърши с шест успешни кацания на друго небесно тяло, Луната, при извършени общо девет окололунни облитания. 27 астронавти летяха в открития Космос, като обиколиха Луната или влязоха в орбита около нея, а 12 от тях кацнаха на лунната повърхност. Прекараха там общо 300 часа, включително 80 часа в експедиции на повърхността, като последните три експедиции използваха лунен автомобил, с който изминаха общо повече от 90 км по лунната повърхност. Астронавтите от шестте експедиции доставиха на Земята общо 380 кг лунни проби. Програмата Аполо се явява и досега най-големият научно-технически проект в историята на човечеството.

Аполо 1

Аполо 1 е първият кораб от програмата Аполо на НАСА, предвиден за извеждане на ниска околоземна орбита на тричленен екипаж с новия космически кораб Аполо. Астронавтите загиват при пожар, възникнал на борда на командния модул CM 012 при тренировка на стартовия комплекс LC 34 в Космически център „Джон Ф. Кенеди“ на 27 януари 1967 г.

Аполо 7

Аполо 7 е първата пилотирана мисия от програмата Аполо и първата, която включва телевизионно предаване на живо от американски космически кораб. Корабът е изстрелян от стартова площадка 34 на Кейп Канаверал в 15:02 часа на 11 октомври 1968 г., с ракета носител Сатурн 1В, която се представя отлично.

Аполо 8

В началото на август 1968 г. Джордж Лоу, заместник-главният администратор на НАСА, предлага да се преразгледа плана и Аполо 8 (без LM) да не бъде изпращан на земна орбита през декември, а веднага да излети към орбитата на Луната. Полетът на Аполо 8 е исторически, той решава изхода от лунната гонка. Започва американският период в развитие на космическите изследвания.

За първи път хора напускат родната планета и тръгват към нов свят. За първи път Земята е видяна и заснета от Космоса. Това е първият пилотиран космически кораб, напуснал земната орбита и достигнал околността на Луната, и същевременно втората пилотирана мисия по програмата Аполо на НАСА. За първи път тристепенната ракета-носител Сатурн V излита с екипаж на борда.

Целта на експедицията е достигане на естествения спътник на Земята, влизане в окололунна орбита, заснемане и набелязване на подходящи места за прилуняване на бъдещи мисии, завръщане и приводняване в предварително набелязан район на родната планета. За първи път екипажът на Аполо 8 преминава границата на радиационните пояси на Земята и достига Луната преминавайки на орбита около друго космическо тяло. Франк Борман, Джеймс Ловел и Уилям Андерс са първите хора видели с очите си Обратната страна на Луната.

Историческият полет постави началото на нова ера в изследването на Космоса и в историята на човечеството. Хората за първи път напускат околоземното пространство с втора космическа скорост и виждат планетата си отдалеч, първи напускат гравитационното поле на Земята и се озовават в гравитационното поле на друга планета. За първи път бяха изложени на слънчева радиация извън магнитното поле на Земята и за първи път видяха изгрева на Земята над лунния хоризонт.

Това се случи събота, на 21 декември 1968 г. в Космическия център „Джон Ф. Кенеди“ във Флорида. В 12:51 часа UTC пет исполински реактивни двигателя в кълба от огън и дим откъснаха от Земята трихилядитонната грамада на ракетата Сатурн-5 и я понесоха в небето. На върха на ракетата, в командния модул на лунния кораб Аполо 8, тримата астронавти – Бил Андерс, Джим Ловел и Франк Борман, приковани в креслата от силата на ускорението, поемаха към безсмъртието…

Сигналът се появява в 4:30 часа! Радиовълните донасят гласа на Джим Ловел: „Здравей, Хюстън…“ Двигателят се включи навреме, работи четири минути и шест и половина секунди…, и този глас пресече финалната линия на лунната надпревара, като сложи край на небесната битка на века! Космическият кораб Аполо 8, движейки се по своята лунна орбита, величествено изплува иззад Луната, огрян от сиянието на Земята.

Америка спечели битката за Луната!

След като демонстрира лунния пейзаж, Бил Андерс отвори полетния план на определеното място и продължи със завършващите думи: „Сега наближаваме лунния залез на Слънцето и за всички хора на Земята екипажът на Аполо 8 има съобщение, което бихме искали да ви изпратим. След което започна да чете. След него полетния план пое Джим Ловъл, а след него Франк Борман. Така те прочетоха три откъса от първата глава на Библията, Битие 1:1-10. Накрая Франк Борман погледна през илюминатора. Лунната нощ бързо наближаваше – след няколко секунди Слънцето ще слезе отвъд лунния хоризонт, а Аполо 8 отново ще влезе в бездната на мрака. Франк си пое дълбоко дъх и завърши: „И сега, от екипажа на Аполо 8. Всичко най-хубаво, късмет и щастливо Рождество, и Бог да благослови всички вас, всички вас на тази прекрасна Земя“.

Юрий Окунев

Аполо 9

Аполо 9 е първата пилотирана мисия по програмата Аполо на НАСА, излетяла с изцяло окомплектован кораб за лунна мисия LM. За извеждането му в ниска околоземна орбита е използвана ракета носител Сатурн V. Основна цел на полета е установяването на годността и възможността за пилотиране и маневриране с Лунния модул LM. За първи път Лунният модул Спайдър (LM-3) е включен към Команден/Сервизен блок Гъмдроп (CSM-104) и са осъществени самостоятелни полети и маневри в космическото пространство с него. Така също по времето на полета са реализирани две излизания на астронавти в открития Космос. Изстрелян е на 3 март 1969 г. в 16:00 часа.

Аполо 10

Аполо 10 е четвъртата пилотирана мисия на НАСА по програма Аполо. Полетната програма на кораба предвижда да се изпълнят всички операции, които трябва да бъдат извършени по време на кацането на хора на Луната, с изключение на последния етап на кацане на Луната, оставане на Луната и изстрелване от Луната. Основната цел на експедицията е изпитване на Лунния модул в окололунна орбита, самостоятелен полет и преминаване в режим за кацане и излитане от орбита, завръщане и скачване с Командния/Сервизен модул CSM, а също тестове на радар, осигуряващ кацане на Луната; снимане и заснемане на Земята и Луната.

Корабът е изведен в орбита от ракета-носител Сатурн V, след известна задръжка за отстраняване на неизправност на резервоара с гориво. Това е вторият екипаж достигнал и влязъл в орбита около Луната. На 18 май 1969 г. НАСА извежда на орбита космическия кораб Аполо 10 с трима астронавти: командира Томас Стафорд, Джон Йънг и Юджийн Сернан. Стартът е в 16:49 часа UTC от стартов комплекс 39 В.

Аполо 11 – историческият полет

За първи път човекът стъпва на друго небесно тяло и вижда родната планета оттам, от един друг свят.

Аполо 11 е първият пилотиран космически кораб от програмата Аполо на НАСА, чийто екипаж достига и каца на Луната. Корабът излита на 16 юли 1969 г. от космическия център „Кейп Кенеди“ във Флорида с екипаж Нийл Армстронг, Майкъл Колинс и Едуин Олдрин, и на 20 юли 1969 г. спускаемият апарат Ийгъл успешно каца на Луната. Нийл Армстронг е първият човек в историята на човечеството, стъпил на Луната.

Пилотираният космическия кораб Аполо 11, съставен от ракетата-носител Сатурн V (AS-506), командния модул (CM-107) с позивни Колумбия (Columbia) и лунния модул (LM-5) с позивни Ийгъл (Eagle) с обща маса 43.9 тона, е третият апарат от серията Аполо, изпратен към Луната в програмата на НАСА. Преди него само Аполо 8 и Аполо 10 с екипаж на борда са достигали естествения спътник на Земята, без да извършват кацане на него. Целта на мисията на Аполо 11 е да извърши меко кацане на Луната в предварително определен район в Морето на спокойствието, събиране и доставяне на Земята на образци от лунния грунд, фотографиране, провеждане на директна телевизионна връзка със Земята, поставяне на научна апаратура на лунната повърхност и завръщане на Земята.
На 16 юли 1969 г. в 13:32 часа UTC от полигона в Космически център „Джон Ф. Кенеди“ във Флорида е изстрелян Аполо 11 с ракета-носител Сатурн V.

В 20:17:42 часа UTC на 20 юли 1969 г. Лунният модул Ийгъл се прилунява в Морето на спокойствието и Нийл Армстронг докладва:

Хюстън, тук база на Спокойствието, Ийгъл кацна.

В резервоара на двигателите за кацане е останало гориво за още 17 секунди работа и не се е наложила отмяна на прилуняването и принудително връщане на орбита. Екипажът провежда операция, симулираща старт от Луната за проверка на всички системи на Ийгъл, които се оказват в пълна изправност. Заплануваната по програма почивка след прилуняването е отменена по молба на астронавтите и се пристъпва към операцията за излизане на лунната повърхност. Външната бордова камера предава директно по телевизията пред цялото човечество историческия момент на първата крачка, направена от Нийл Армстронг на друго небесно тяло, с думите:

Една малка крачка за човека – един голям скок за човечеството…

На 21 юли 1969 г. в 2:56:20 часа той оставя първите следи по повърхността на Луната. Петнадесет минути по-късно Едуин Олдрин също стъпва на Луната и започва да експериментира различни способи за придвижване при слабата лунна гравитация. Монтирана е телевизионна камера и след това е издигнат националният флаг на САЩ. Провежда се директен разговор с президента Ричард Никсън от лунната повърхност. Монтират се научни уреди – сеизмометър и лазерен отражател за определяне на точното разстояние до Земята. Събрани са образци от лунния грунд, общо 21.55 кг, които по-късно са доставени за изследване на Земята. Оставена е паметна плоча от неръждаема стомана с гравиран надпис: „Тук хора от планетата Земя за първи път стъпиха на Луната. Юли 1969 г. след Христа. Ние дойдохме с мир от името на цялото Човечество“ и с подписи на Армстронг, Олдрин, Колинс и президента на САЩ Никсън. Олдрин престоява на лунната повърхност 1 час и 30 минути, след което се прибира в Лунния модул, а Армстронг остава общо 2 часа и 10 минути.

Аполо 12

Аполо 12 е шестата пилотирана мисия по Програма Аполо на НАСА и втората, която каца на Луната.

Програмата на полета е изпълнена почти изцяло (заради неизправност на телевизионната камера не са проведени два запланирани телевизионни сеанса на цветно заснемане от Луната).

В хода на полета е проведена непредвидена в първоначалната програма проверка на системите на лунния модул (в частност има опасения за повреди от мълниите при старта на електронната система на радиолокатора). Проверката показала, че бордовите системи на лунния модул са изправни.

Програмата на полета е изпълнена почти изцяло (заради неизправност на телевизионната камера не са проведени два запланирани телевизионни сеанса на цветно заснемане от Луната).

Аполо 13

Аполо 13 е седмият пилотиран космически кораб от програмата Аполо на НАСА и трети изстрелян с цел кацане на Луната. Това е първият и последен космически кораб от програмата, претърпял авария извън земна орбита и успял да се завърне благополучно на Земята, след обиколка около Луната.

Полетът е забележителен с това, че показва изключителната надеждност и конструктивна жизненост на системите на кораба, както и високото ниво на конструкторската разработка. Корабът е изстрелян по план в 19: 13 часа UTC на 11 април 1970 г. от стартова площадка 39 А. В 14:07 часа UTC на 13 април Джон Суайгърт включва шалтера за хомогенизиране на криогенните резервоари. Шестнадесет секунди по-късно, или 55:54 часа след старта, кислороден резервоар номер 2 експлодира. В този момент Аполо 13 се намира на близо 320 000 км от Земята. „Хюстън, имаме проблем“, докладва Суайгърт.

Уредите на кораба отчитат, че не работят две от трите горивни камери, произвеждащи електроенергия за кораба, кислороден резервоар номер 2 е празен, а в резервоар номер 1 налягането бързо спада. Резервоар номер 2 се намира в четвърти отсек на сервизния модул и астронавтите не могат да видят през люковете на кораба какви са пораженията. Това, което обаче вижда Ловел, е отчайващо – около кораба се образува облак от изтичащ замръзнал газ – от остатъка от 150-килограмовия охладен под критичната температура при налягане от 65 атмосфери кислород на резервоар номер 1.

Първоначалният вариант за удар с метеорно тяло не се потвърждава, защото налягането в кораба се запазва и не е установено изтичане на въздух от обитаемите части. Появяват се обаче аномалии в курса и вибрации по корпуса на кораба. Впоследствие се оказва, че се дължат на изтичащия в откритото пространство кислород от резервоар номер 1. По необясними причини връзката със Земята се прехвърля от главната антена на четирите спомагателни антени. Има съществена разлика в показанията на компютрите и датчиците на кораба с тези в Контролния център в Хюстън. Последователно излизат от строя електрозахранването, кислородните запаси и горивните камери на сервизния модул. Налягането в първи резервоар бързо спада и с това шансовете за работата на животоподдържащите системи в командния модул клонят към нула. Налага се, с цел пестене на електроенергия, необходима за операциите при приземяване, да се изключат всички бордови системи, включително и главния компютър на командния модул. След около два часа и половина, или 57:37 часа след старта, тричленният екипаж напуска Odyssey и заема места в двуместния Aquarius.

Поради невъзможността за продължаване на мисията по предварителния план, екипът в контролния център на полета взима решение за прекратяването ѝ и завръщане на Земята. Използването на основния двигател на сервизния модул е много рисковано, поради критичното състояние на Odyssey и изчерпването на оставащата в акумулаторите енергия и се налага всичките маневри да се извършат с двигателите на лунния модул.

Вариантът „спасителна лодка“, при който лунният модул играе ролята на резервен кораб, е предвиден в инструкциите на НАСА, но никога преди това не е предвидено изпълнението му със стикован сервизен и команден модул. Работата на относително малкия двигател на Aquarius не била разчетена за значително по-голямата маса на Аполо с изместен навътре център на тежестта на кораба. 73:32 часа след старта е проведена навигационна процедура по ориентация. Главен и единствен видим ориентир е Слънцето. Операцията е изпълнена успешно и потвърждава точността на траекторията с незначително отклонение. С приближаването към Луната се появяват смущения в радиовръзката със Земята. Оказва се, че третата степен на ракетата носител, летейки към Луната, работи на една и съща честота с лунния модул и създава смущения в ефира. Същевременно ръководството на НАСА приема варианта за най-бавното и безопасното завръщане на Земята от предложените три проекта, разработени в кризисния щаб от специалистите в командния център. Той предвижда цялостната конфигурация на Аполо 13 да достигне до родната планета.

След драматични борба на наземните екипи и екипажа на кораба всичко приключва благополучно и командният модул успешно се приводнява.

Аполо 14

Аполо 14 е осмата пилотирана мисия от програмата Аполо и третата мисия кацнала на Луната. Мисията продължава от 31 януари до 9 февруари 1971 г.

Цел на полета е кацане на Луната с провеждане на изследвания по много по-обширна програма от тази при полета на кораба Аполо 12. Корабът стартира на 31 януари 1971 г. в 21:03 часа GMT. Кацането на Луната се извършва на 5 февруари 1971 г. в 9:18:13 часа GMT. Бордното време на прилуняване е 108 часа 55 минути 13 секунди. Лунният модул се спуска на площадка с наклон 8 градуса (при наклон над 15 градуса на астронавтите е забранено слизането по стълбата на повърхността на Луната, а при наклон над 42 градуса стартът от Луната е невъзможен).

Общата продължителност на престоя на лунния модул на повърхността на Луната е 33 часа 24 минути, а астронавтите излизат два пъти на лунната повърхност.

Аполо 15

Аполо 15 е деветата пилотирана мисия от програмата Аполо и четвъртата мисия кацнала Луната. За пръв път е използван лунният автомобил Лунар Роувър и за пръв път е изследвана лунната повърхност извън лунно море. При приводняването не се отваря един от основните спирачни парашути, но това не оказва фатално въздействие върху екипажа.

Мисията продължава от 26 юли до 7 август 1971 г. Космическият кораб за първи път е снабден с модул с научни инструменти (Scientific Instrument Module — SIM – научен инструментален модул) и доставя до Луната малък изкуствен спътник, стартиран в края на мисията. По пътя обратно към Земята, пилотът на командния модул Алфред Уордън прави първото излизане в открития космос в междупланетното пространство, за да демонтира и прибере заснетите фотофилми.

За изпълнение на предвидената програма Аполо 15 е трябвало да достави на Луната 1815 кг повече полезен товар от Аполо 14. Това е разликата между прогнозната маса на лунния модул с подобренията по него – 16 330 кг (масата на предишните е 14 515 кг).

Предвиденият двойно по-дълъг престой на лунната повърхност предполагал и увеличаване ресурса на раничната животоподдържаща система (в сравнение с Аполо 14).

Подобрените скафандри на астронавтите осигурявали по-голяма мобилност и по-комфортна работна среда — добавена е гъвкава става в кръста (за по-лесно накланяне при разполагане на оборудване и събиране на скални образци и по-удобно „возене“ на „Ровър“) и в шията.

Стартът на космическия кораб Аполо 15 е успешно даден в 13:34 часа UTC на 26 юли 1971 г. А 11 минути и 34 секунди след старта по команда на бордния компютър е изключен двигателят на третата степен и Аполо 15 излиза на разчетната орбита (апогей 171.3 км и перигей 169.5 км) за последващ преход за траектория към Луната. Масата на кораба в орбита е 140 510 кг, което и до днешни дни е най-голямата маса, изведена в орбита с помощта на една ракета-носител.

На 30 юли в 22:16:29 часа UTС астронавтите успешно се прилунили в Морето на Дъждовете, до подножието на Апенините и недалече от пролома Хедли. Те направили общо три излизания на 31 юли, 1 и 2 август. Дейвид Скот и пилотът на лунния модул Джеимс Ървин прекарват три денонощия на Луната, общо 18.5 часа извън лунния модул.

В тази мисия екипажът за първи път използва лунен ровър, с помощта на който астронавтите изминават около 30 км. Те успели да съберат 77 кг лунни образци. Най-известната находка от цялата програма Аполо била донесена от екипажа на тази мисия. Това бил камък, наречен „камъкът на сътворението“ (Genesis rock). За него имало предположение, че датира още от времето на образуването на първичната лунна кора.

През трите денонощия пилотът на командния модул останал сам в кораба. Използвайки панорамна камера, гама-спектрометър, камера за картографиране, лазерен висотометър и други апарати, той извършил редица изследователски проучвания и експерименти.

На 7 август 1971 г. Аполо 15 навлиза в атмосферата и се приводнява успешно.

Аполо 16

Аполо 16 е десетият пилотиран космически полет от програмата Аполо и петата мисия, която каца на Луната. По това време мисиите до Луната са вече рутинна за НАСА операция. Това е причината двата последни пилотирани полета, Аполо 16 и Аполо 17, да протекат успешно, без съществени технически или други проблеми.

Мисията Аполо 16 продължава от 16 до 27 април 1972 г. Тя е осъществена от екипаж в състав: командир Джон Йънг, ветеран на НАСА, участвал в полета на Аполо 10 до Луната; пилот на основния блок Томас „Кен“ Матингли; пилот на лунния модул Чарлс Дюк. За място на прилуняването НАСА избира района на кратера Декарт. Мястото е във високопланински район на югоизточния квадрант на Луната, характеризиращо се с хълмист, вдлъбнат и набразден терен. Това е единственото кацане на планински терен по време на лунните мисии. Кратерът Декарт е избран специално от геолозите, за да могат да бъдат сравнени образци от почвите на лунните планински терени с тези от лунните морета, където се извършват останалите кацания.

Аполо 16 стартира успешно в 12:54 часа на 16 април 1972 г. от Стартов комплекс 39 в космическия център „Кенеди“ във Флорида. Лунният модул LM с Джон Йънг и Чарлз Дюк на борда каца в района на кратера Декарт на около 276 м северозападно от планираната точка в 9:24 ч. EST на 20 април.

В продължение на общо 71 часа и 2 минути престой астронавтите изследват обширен регион с три излизания на лунната повърхност, общо 20 часа и 14 минути. Първото излизане включва разтоварване и сглобяване на лунния ровър (Lunar Roving Vehicle) и разполагане на комплекта изследователска апаратура (ALSEP).

Излитането от Луната стана по план в 8:26 часа EST на 23 април и беше предавано от телевизионната камера на ровъра. След нормално скачване с CSM и прехвърляне на пробите и оборудването от екипажа, лунният модул беше напуснат. Поради проблемите с времевия график, отбелязани по-рано, планиращите избраха да върнат мисията един ден по-рано. Нормалното влизане в атмосферата и кацане става малко преди 3:00 часа EST на 27 април. Общото време на мисията е 265 часа, 51 минути, 5 секунди. Йънг и Дюк събраха 209 кг проби и изминаха с ровъра 27 км.

Аполо 17

Аполо 17 e единадесетата и последна пилотирана мисия до Луната по проекта Аполо и шестата, която каца на повърхността. Аполо 17 отбелязва първото нощно изстрелване, а Харисън Шмит е първият учен геолог, посетил естествения спътник на Земята. Мисията продължава от 7 декември до 19 декември 1972 г.

Като място за кацане на Луната е избран планинският район и долината Таурус-Литтроу. Този район е избран като място, където могат да бъдат открити скали, както по-стари, така и по-млади от предишните, доставени от други мисии на Аполо.

Само една от четирите планирани корекции на курса е необходима по време на полета до Луната. Влизането на лунна орбита е извършено в 7:47:23 часа на 10 декември, с параметри 170 на 52.6 мили. Приблизително 4 часа и 20 минути по-късно орбитата е коригирана до 59 на 15 мили. Космическият кораб остава в тази ниска орбита повече от 18 часа, през което време са извършени отделянето и разделянето на CSM от LM. В 14:35 часа на 11 декември командирът и пилотът на лунния модул влязоха в LM, за да се подготвят за слизане към лунната повърхност. В 18:55:42 часа На 11 декември LM влезе в орбита с височина от 6.2 мили над лунната повърхност. Приблизително 47 минути по-късно започва спускане към лунната повърхност с лунни координати 20 градуса и 10 минути северна ширина и 30 градуса и 46 минути източна дължина. Бяха направени три излизания на лунната повърхност, продължиха общо 22 часа и 4 минути.

Първото излизане започва в 11:54:49 часа на 11 декември, когато Юджийн Сърнан излиза в 12:01 часа на 12 декември. То продължава седем часа и 12 минути и завърши в 7:06:42 ч. на 12 декември. Второто излизане започва в 11:28:06 часа вечерта на 12 декември и продължава 7 часа и 37 минути, завършвайки в 7:05:02 часа на 13 декември. Финалното излизане започва в 10:25:48 часа на 13 декември и завършва в 17:40:56 часа на 14 декември. LM излетя от Луната в 10:54:37 часа на 14 Декември.

След маневра LM излезе на орбита от 48.5 на 9.4 мили. CSM и LM се скачват в 1:10:15 часа. LM е отделен и изхвърлен на Луната в 4:51:31 часа на 15 декември. Въздействието от удара е записано от четирите сеизмометри на Аполо 17 и от всеки ALSEP в местата за кацане на Аполо 12, 14, 15 и 16.

Експедицията Аполо 17 създаде шестата автоматизирана изследователска станция. Лунният ровър измина общо 30.5 километра. Времето за престой на лунната повърхност беше общо 75 часа. Астронавтите събраха 110.4 кг материал.

След 75 обиколки в лунна орбита с продължителност 147 часа и 43 минути, корабът легна на траектория към Земята на 16 декември. Астронавтите проведоха 25-минутно предаване, показвайки гледки към бързо отстъпващата Луна.

Аполо 17 се приводни в Тихия океан в 19:24:59 часа UTC.

Така завършва Лунната епопея

И досега човекът не се е върнал на Луната. Шестте лунни бази с човешките артефакти и стъпките на астронавтите ще останат там, неизменни за векове и хилядолетия в пустошта.

Конгресът на САЩ отменя полета на Аполо 18 и следващите два полета: Аполо 19 и Аполо 20, като останалите три ракети носители бяха използвани за лабораториите Скайлаб и съвместния американо-съветски полет Аполо-Съюз.

За повече информация и илюстрации, вижте тук (pdf).