50 години от експедициите Аполо: лунната програма на САЩ (фотогалерия)

Програмата Аполо (1961-1972 г.) беше осъществена в условията на жестока надпревара с 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 18 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.

Начало на лунната програма на САЩ

На 25 май 1961 г. президентът Джон Кенеди обявява пред специална съвместна сесия на Конгреса драматичната и амбициозна цел за изпращането на американец безопасно на Луната, преди края на десетилетието. Кенеди оказва голям натиск, за да могат Съединените щати да настигнат и изпреварят Съветския съюз в лунната гонка. 25 май 1961 г. е датата, в която се стартира космическата надпревара към Луната от страна на САЩ.

В Съединените щати лунната програма се изпълнява от правителствена организация – NASA. През 1969 г., т.е. в пика на лунния проект, персоналът на NASA включва 31 700 души, включително 13 700 учени и инженери. По договори с NASA за лунния проект работят най-големите американски фирми. Няма тайна и в общия брой на заетите в американския лунен проект в пика му – 218 000 души. Според Вашингтонския аерокосмически музей, в периода 1961-1968 г., когато Джеймс Уеб е бил начело на NASA, персоналът на тази държавна организация като цяло достига 35 000 души, а в някои периоди за тях работят по договори до 400 000 души в частни фирми. След като Кенеди дефинира целта, задача на планиращите органи е да бъде разработен проектът в подробности. В края на краищата са набелязани четири основни пътища за реализиране на проекта.

• Среща на лунна орбита (LOR), предложена от д-р Хуболт (космически център Лангли). Това е конфигурацията, която постигна целта с Apollo 11 на 24 юли 1969 г.: космическият кораб (43 947 кг) се доставя от ракетата Сатурн 5 на окололунна орбита. Съставен е от Сервизен и Команден модул (28 852 кг) и двустепенен Лунен модул (15 095 кг). След отделянето, лунният кораб с двама астронавти каца на Луната, а оттам излита втората му степен с астронавтите. На лунната орбита те се срещат с командния/сервизен кораб, където ги очаква третият астронавт. След скачване и преминаване на астронавтите в космическия кораб, втората степен на лунния кораб се отделя и астронавтите излизат от лунна орбита, насочват се към Земята, където кацат с командния модул, а сервизният модул преди това се отделя.

• Директно достигане на лунната повърхност със степен за връщане на Земята (23 000 кг), монтирана на върха на кацащата степен (51 000 кг), която ще бъде изоставена на Луната. В този вариант се използва ракета носител Сатурн С-8 или Нова, изтласкващи 74 000 кг полезен товар на Луната.

• Среща на земна орбита (EOR): Множество ракетни изстрелвания (до 15), които ще осигурят сглобяване на един космически кораб в орбита на Земята и оттам директно достигане до Луната (TLI).

• Среща на лунната повърхност: два космически кораба ще бъдат изстреляни последователно. Първият, зареден с гориво, ще кацне автоматично на Луната и ще изчака втория, който е с екипаж. Горивото се прехвърля и корабът с екипаж се завръща на Земята.

В края на 1961 г. и началото на 1962 г. членовете на Центъра за пилотирани полети (MSC) започват да се обединяват около варианта LOR. Не бива да се забравя, че единият междинен проект, Mercury, още не е завършил, а другият – Gemini, още не е започнал.

NASA

NASA е създадена през 1958 г., наследявайки Националния консултативен комитет за аеронавтика (NACA).

Новата агенция трябвало да има ясно изразена гражданска ориентация, насърчавайки мирни приложения в космическата наука. От създаването си, повечето американски усилия за изследване на космоса са водени от NASA, включително мисиите за кацане на Аполо.

Още от 1946 г. Националният консултативен комитет за аеронавтика (NACA) експериментира с ракетни самолети като свръхзвуковия Bell X-1. В началото на 50-те години на 20-и век възникна предизвикателството да се създаде изкуствен спътник за Международната геофизична година (1957—58 г.). Представен бил американският проект Vanguard. След стартирането на първия в света изкуствен спътник (Спутник 1) на 4 октомври 1957 г., вниманието на Съединените щати се насочва към собствените им космически усилия. Конгресът на САЩ, обезпокоен от заплахата за националната сигурност и технологичното лидерство (известна като „кризата Спутник“), призовава за незабавни и бързи действия. Президентът Дуайт Д. Айзенхауер и неговите съветници препоръчват също по-решителни мерки.

На 29 юли 1958 г. Айзенхауер подписва Закон за националната аеронавтика и космическо пространство, по този начин създавайки NASA.

Когато започва да функционира на 1 октомври 1958 г., NASA абсорбира 43-годишната агенция NACA непокътната, нейните 8000 служители, годишен бюджет от 100 милиона щатски долара, три големи изследователски лаборатории (лабораторията за въздухоплаване в Лангли, авиационната лаборатория Амес и лабораторията за полети в Луис) и два малки тестови центрове.

Печатът на NASA е одобрен от президента Айзенхауер през 1959 г. Елементи от Агенцията за военни балистични ракети и Американската военноморска изследователска лаборатория също са включени в NASA. Значителен принос за влизането на NASA в космическата надпревара със Съветския съюз беше технологията от немската ракетна програма, водена от Вернер фон Браун, който тогава работи за Агенцията за балистични ракети на армията (ABMA), включваща от своя страна и технологията на американските ракети на учения Робърт Годард. По-ранните научни изследвания в американските военновъздушни сили и много от ранните космически програми на агенция ARPA също бяха прехвърлени към NASA. През декември 1958 г. NASA придоби контрол над Лабораторията за реактивни двигатели (Jet Propulsion Laboratory), управлявана от Калифорнийския технологичен институт.

На 25 май 1961 г., 20 дни след първия американски суборбитален космически полет, президентът Кенеди предлага програмата Аполо в специално обръщение към Конгреса на САЩ на съвместно заседание на двете камари. Той казва: „Сега е време за едно велико ново американско предприятие – време, в което тази нация да поеме явно водеща роля в овладяване на космоса, която по много начини може да държи ключа към нашето бъдеще на Земята… Вярвам, че тази нация трябва да се ангажира с постигането на целта, преди да изтече това десетилетие, да отведе човек на Луната и да го върне безопасно на Земята. В този период нито един космически проект няма да бъде по-впечатляващ за човечеството, нито по-важен за дългосрочното изследване на космоса и никой няма да бъде толкова труден или скъп за постигане.“

Формалното начало на проекта Аполо е поставено.

Структура на NASA

Мащабите на лунната програма са толкова големи, че NASA разбира още през 1960 г. необходимостта от нова организация по управлението на полетите. Персоналът, назначен за космическата програма, расте пропорционално. Между 1960 и 1963 г. броят на работещите в NASA нараства от 10 000 до 36 000. За да посрещне новите си служители и те да разполагат с необходимите условия за работа по лунната програма, NASA се реорганизира и създава 3 нови изцяло предоставени на програмата Аполо и с точно определени дейности центрове: Космически център Джонсън, Център за космически полети Маршал, Космически център Кенеди. Главната структурa на NASA вече има следния вид:

Космически център Джонсън Новият център е построен през 1962 г., близо до Хюстън, Тексас. Той е предназначен първоначално за проектиране и изпитване на новия космическия кораб и лунния модул, обучение на астронавти и контрол на мисиите. Започва да функционира от септември 1963 г. Две безпилотни и десет пилотирани мисии по програмата Джемини са контролирани от новия Център за управление на полетите (ЦУП). За целта е използвана мрежата от радиостанции около екватора – мобилни, на кораби в океаните и построените в Австралия и Африка радиотелескопи. Същевременно съществуващата вече глобална мрежа (т.нар. MNT) за засичане и проследяване, която води космическия кораб от старта до приводняването, е разширена значително и са усъвършенствани основните ѝ компоненти. Това дава възможност за много точна локация и за прецизно управление на космическия кораб от Земята. В Центъра са изградени симулатори за подготовка на астронавтите и специални вакуумни стендове за изпитване на космическия кораб и лунния модул. През 1964 г. в центъра работят 15 000 души. От 1973 г. (след смъртта на бившия американски президент) Центърът в Хюстън се нарича Космически център Линдън Джонсън.

Център за космически полети Маршал Космическият център Маршал е стар изпитателен полигон на USArmy в близост до Хънтсвил, Алабама, базата на ABMA. През 1960 г. е преподчинен на NASA. Занимава се с разработки и изпитания на ракетни двигатели. Центърът е специализиран в проектиране и изпитване на семейството ракети Сатурн. Първите екземпляри на ракетата Сатурн I са построени там, преди останалата част от продукцията да бъде поверена на индустрията. В Център Маршал работят около 20 000 души. Първият технически директор е Вернер фон Браун.

Космически център Кенеди Космически център Джон Ф. Кенеди е разположен на остров Мерит във Флорида. Той контролира всеки старт от програмата Аполо. NASA се нуждае от нови съоръжения, които да заменят съществуващите в близост на Кейп Канаверал. Центърът извършва контрол на целия ракетно-космически комплекс и операциите по контрол на старта и самото излитане. В него работят около 20 000 души през 1965 г. В Центъра е построена огромна сграда с височина 160 м, в която могат да бъдат сглобени няколко ракетно-космически комплекса едновременно. Специално за лунната програма е изграден нов Стартов комплекс 39, в който са излети повече от 3.7 милиона м3 подсилен бетон. Центърът разполага със симулатор, който проверява херметичността на транспортната система космически кораб – лунен модул, като симулира височина от 76 км.

Космически център Стенис Космически център Джон К. Стенис е построен през октомври 1961 г. в щата Мисисипи. В новия център са изградени гигантски стендове за наземни изпитания на ракетни двигатели, разработени за лунната програма. Съоръжението обхваща площ от 55 км2, но също така включва буферна зона от 546 км2 за защита от шумово замърсяване на района. По-късно тези стендове се използват също и за изпитания, тестове и сертифициране на бустерите на космическата совалка. Мястото е избрано, защото е рядко населено и достъпно по водни пътища за транспортиране на двигатели и ракетни степени, чийто размер надвишава капацитета за транспортиране по суша. Този център изиграва решаваща роля в подготовката и изпълнението на всички американски пилотирани космически полети след програмата Джемини.

Лабораторията за реактивно движение (Jet Propulsion Laboratory, известна със съкращението JPL Това е изследователски център на NASA, разположен в градовете Пасадена и Ла Каняда Флинтридж, близо до Лос Анджелис, Калифорния, САЩ. Под ръководството на Калифорнийския технологичен институт (Caltech) в центъра се строят и обслужват безпилотни космически апарати за NASA. Сред активните проекти са и по-късните проекти: мисията Касини-Хюйгенс към Сатурн, Марс Риконъсънс Орбитър и космическия телескоп Spitzer. Две от съоръженията на JPL – Центърът за управление на космически полети (Space Flight Operations Facility) и огромния космически симулатор, притежават статута „Национална историческа забележителност на САЩ“ (National Historic Landmark). Инженерите на JPL създават първите американски изкуствени спътници (програмата Explorer), както и безпилотните сонди от програмите Ranger и Surveyor за изследване на Луната, проправили път на програмата Аполо.

JPL участва и при междупланетните полети с програмата Маринър за изследване на Венера, Марс и Меркурий. През 70-те години на 20-и век усъвършенстваните апарати от програмата Viking са изпратени към Марс, а тези от програмата Вояджър – към Юпитер, Сатурн и отвъд. През 90-те сондата Magellan е изпратена да картографира Венера, Galileo влиза в орбита около Юпитер и го изучава интензивно, а нова поредица от апарати изследва Марс, включително Марс Патфайндър и Марс Глобъл Сървейър. Към средата на 2008 г. JPL управлява Касини-Хюйгенс, изучаваща Сатурн от орбита, сондата Стардъст, която събира кометен прах, космическия телескоп Spitzer и трите текущи мисии до Марс – Марс Експлорейшън Роувър (Спирит и Опъртюнити), Марс Одисей и Марс Риконъсънс Орбитър.

Калифорнийски изследователски център AMES, наречен в чест на първия директор на NASA доктор Джозефа С. Еймс. Центърът се занимава с разработка и създаване на най-прогресивните технологии, включителто информационни и научни, а също с извършване на различни изследователски работи.

Изследователски център DRYDEN Разположен е на територията на военновъздушна база в калифорнийската пуститя Мохаве и от 1946 г. се явява постоянен полигон за изпитване прототипи на летателни апарати.

Изследователски център GLENN в Охайо е световен лидер в изследването на реактивни двигатели.

Космическият център GODDARD е разположен в Гринбелт, Мериленд. Той изпълнява широк спектър от задачи от изследвания в областта на астрофизиката и науките за Земята до спътниковото обследване и контрол.

Изследователски център LANGLEY е национална аерокосмическа лаборатория, разположен във Вирджиния. Именно тук се разработват и изпитват най-важните технологични постижения на NASA.

Техническа инфраструктура и съоръжения на NASA

Сградата за вертикално сглобяване на ракетните системи, или (VAB – Vehicle Assembly Building), в космическия център Кенеди на NASA във Флорида, е единственото съоръжение, където се извършва сглобяване на ракетите Сатурн. В продължение на 30 години той служи и за сглобяване на космическите совалки. Емблематичното съоръжение служи като център на главното космическо пристанище на NASA, способно е да побира едновременно няколко различни видове ракети и космически кораби.

Независимо дали ракетите и космическите кораби излизат в орбита на Земята или са изпратени в дълбокия космос, VAB разполага с цялата монтажна и изпитателна инфраструктурата, за да ги подготви за техните мисии. VAB е конструирана първоначално за сглобяване на лунната ракета Аполо/Сатурн V, най-голямата успешна ракета, създадена от хората. Строителство е завършено през 1966 г. Сградата се намира на 3.5 мили от Launch Pad 39A и на 4.2 мили от Launch Pad 39B. Има две падащи врати с височина 139 м, което позволява ракетите да бъдат монтирани вертикално и след това да бъдат транспортирани до стартовите комплекси с гигатски верижен транспортьор. Това е най-голямата по обем сграда в света. VAB покрива осем декара, висока е 160 м и широка 158 м.

Верижни транспортьори (crawler-transporters)

Това се две гигански машини, предназачени да превозват във вертикално положение сглобените ракети от зданието за вертикален монтаж (VAB) до стартовите комплекси 39 А и 39 В. Това са най-големите сухопътни транспортни средства в света, построявани някога от хора. Произведени са от фирма Bucyrus International, в сътрудничество с Marion Bager Co. Служат по време на програмата Аполо, а след това 30 години превозват совалките. След като мисията беше прекратена през 2011 г., те се готвят за нови мисии по изстрелването на гигантската ракета SLS.

Теглото им е около 3000 т, височината от 6 до 8 м, а размерите на платформата са 40 на 35 м. Товароносимост – над 8000 т. Задвижването е от два дизелови двигатели по 5000 к.с. всеки, които задвижват генератори, захранващи 16 електромотори, по два за всяка от осемте верижни гъсеници. Скоростта на движение е 2 км/ч, а разходът на гориво 350 л/км.

Стартов комплекс 39

Стартов комплекс 39 е главното космическо пристанище на NASA. Оттук се изстрелват с ракети носители най-важните космичеки обекти. Тук започват всички полети по програмата Аполо. Стартовият комплекс е част от Космически център Джон Ф. Кенеди и е разположен на остров Мерит във Флорида, близо до океана. Има две стартови площадки, А и В. Прощадките са свързани с Главното монтажно здание, чрез специални пътища, по които се движат верижните транспортьори, пренасящи ракетите във вертикално състояние.