Механика космического полета в элементарном изложении - Левантовский В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Около ближайшей к Луне точки траектории (над обратной стороной Луны) включается примерно на б мин маршевый двигатель основного блока, уменьшающий селеноцентрическую скорость примерно с 2,5 км/с до 1,7 км/с и корабль переходит на эллиптическую окололунную орбиту с апоселением на высоте примерно 315 км.
При полетах кораблей «Аполлон-11, -12» далее с помощью нового тормозного импульса маршевого двигателя корабль переводился на слабоэллиптическую орбиту высотой от 100 до 120 км, которая вследствие возмущений из-за нецентральности поля тяготения Луны сама затем по расчетам должна была превратиться в круговую высотой 111 км. С этой «базовой» орбиты и совершается переход отделившегося лунного отсека с двумя космонавтами на эллиптическую орбиту снижения с периселением на высоте примерно 15 км вблизи избранного места посадки. Тормозной импульс сообщается двигателем посадочной ступени.
По более позднему варианту плана (начиная с полета «Аполлона- 13») на орбиту снижения с высотой периселения 15 км с помощью маршевого двигателя основного блока должен был переводиться весь корабль «Аполлон» прямо с начальной эллиптической орбиты, и отделение лунного отсека производится уже после этого. Основной блок затем с помощью разгонного импульса 286
ГЛ. 12. ЭКСПЕДИЦИЯ НА ЛУНУ
переходит на базовую орбиту ожидания высотой 111 км. Этот маневр позволял экономить топливо посадочной ступени лунного отсека для увеличения времени зависания над Луной в конце посадки.
Заключительный этап посадки начинается включением двигателя посадочной ступени вблизи периселения, на высоте 15 км и расстоянии 480 км от места посадки. Через 26 с тяга делается максимальной. Еще через 4 мин бортовой радиолокатор начинает сообщать высоту, а через 2 мин после этого — скорость корабля относительно поверхности. При этом тяга уменьшается до 60% от максимальной. Через 8 мин 24 с торможения на высоте 2,35 км и расстоянии 8,2 км от места посадки, при горизонтальной скорости 152 м/с и вертикальной 45,7 м/с начинается этап дальнего подхода с возможностью ручного управления. Наконец, через 10 мин 6 с после начала торможения начинается этап ближнего подхода — до места посадки 550 м, высота 159 м, горизонтальная составляющая скорости 16,8 м/с, спуск почти вертикален. Вертикальное снижение начинается на высоте 46 м, причем автоматически поддерживается постоянной скорость 0,9 м/с. Предусмотрена возможность зависания над Луной, для чего тяга должна уменьшаться в точном соответствии с уменьшением массы корабля, чтобы не начался подъем. Двигатель выключается космонавтами через 1 с после того, как получен сигнал о касании поверхности одним из щупов (стержни длиной 170 см) на пятах посадочных опор. Такова расчетная схема посадки корабля «Аполлон-11».
Пребывание двух космонавтов на Луне сопровождалось в каждой экспедиции их двух-трехкратным выходом на поверхность для установки научной аппаратуры, проведения экспериментов, прогулок к заданным объектам (например, при полете «Аполлона-12»— к аппарату «Сервейер-3», совершившему посадку на расстоянии 180 м в 1967 г.), сбора образцов минералов. При полете «Аполлона-14» в распоряжении космонавтов была ручная тележка, а начиная с полета «Аполлона-15» — вездеход массой 208 кг (рис. 108), способный развивать максимальную скорость 13 км/ч (рекордная скорость 17 км/ч на небольшом склоне при полете «Аполлона-16»), обладающий ходом до 92 км и выдерживающий нагрузку до 490 кг. Шесть экспедиций доставили на Землю около 400 кг лунных образцов. Из доставлявшихся на Луну каждой экспедицией комплектов «Алсеп» — приборов, предназначенных для многолетних послеполетных экспериментов,— особо должны быть отмечены сейсмометры и лазерные отражатели (все они были выключены лишь в сентябре 1977 г. из-за истощения источников энергии и, главным образом, сокращения ассигнований на наземное обслуживание). В полетах кораблей «Аполлон-15, -16, -17» большой комплект научной аппаратуры находился в одной из секций служебного отсека. Необходимые материалы забирались отсюда при выходе в космос пилота командного отсека. § 5. ЭКСПЕДИЦИИ ПО ПРОГРАММЕ «АПОЛЛОН» 287
Возвращение двух космонавтов с Луны (рис. 109) начинается вертикальным стартом взлетной ступени с помощью основного двигателя. Затем ступень отклоняется от вертикали и через 7 мин после старта выходит (в точке 2, рис. 109) на начальную орбиту
Рис. 108. Вездеход на пути к горе Хэдли, освещенные гребень и вершина которой видны'вдали (экспедиция на «Аполлоне-15»).
с периселением на высоте 16,7 км и апоселением на высоте 83,3 км («Аполлон-11»). Последующее сложное маневрирование производится с помощью двигателей системы ориентации и стабилизации.
Взлетные ступени при первых двух экспедициях на Луну сначала посредством импульса 15,07 м/с в апоселении 3 выходили на круговую орбиту, затем, после исправления, если было необходимо, плоскости орбиты в точке 4, переводились в точке 5 импульсом 1,37 м/с на близкую к круговой эллиптическую орбиту, имеющую ту же линию апсид, что и орбита ожидания основного блока (разность высот орбит была повсюду почти одинакова — около 288
