На снимката: астронавтът на НАСА Пийт Конрад инспектира роботизираната станция „Сървеър 3“. На заден план се вижда лунният модул от мисия „Аполо 12“. Photo credit : NASA
По случай 50-годишнината от първото стъпване на човек на Луната, която ще отбележим през юли, продължавам с поредицата от статии за проекта „Аполо“. Целта на поредицата е читателите на КОСМОС БГ да научат вълнуващи подробности относно най-великото постижение в историята на човешката цивилизация – покоряването на естествения ни спътник.
Прочетете първата статия от поредицата: Как НАСА успява да изпрати хора на Луната. Част 1: Навигационният компютър
13 юни 2019 г. 16:55 ч.
Светослав Александров. На 20-ти юли 1969 година лунният модул „Ийгъл“ от мисия „Аполо 11“ с астронавти на борда Нийл Армстронг и Бъз Олдрин извършва първото в историята на човечеството пилотирано кацане на лунната повърхност. Но това велико постижение не идва изведнъж, от нищото. Успехът на „Аполо 11“ е проправен от 99 предишни тестови полета, от които само 19 са в рамките на програмата „Аполо“. Проведени са общо 15 полета към програма „Мъркюри“, 19 към „Джемини“, 7 към „Сървеър“, 5 към „Лунар Орбитър“, 6 към „Експлорър“, 9 към „Рейнджър“, 2 към „Проджект Файър“, 2 към „Скаут“, 7 към „Литъл Джоу“ и 8 към „Пайъниър“.
Днес ще обърнем по-подробно внимание на предшестващите роботизирани програми – „Лунар Орбитър“ (10 август 1966 г. – 31 януари 1968 г.) и „Сървеър“ (30 май 1966 г. – 21 февруари 1968 г.). В рамките на „Лунар Орбитър“ са изстреляни пет орбитални апарата, които се превръщат в изкуствени спътници на Луната. Всичките тези пет мисии са благополучни. В рамките на „Сървеър“ са изпратени седем спускаеми апарата, от които пет постигат успешно меко прилуняване.
За да може НАСА изобщо да се осмели да изпрати човек на Луната, изискването е преди това да бъдат конструирани орбитални апарати, които да са в състояние да заснемат толкова подробни снимки, че да могат да се различат отделни обекти на лунната повърхност с размер от около един метър. Това е нужно за подбирането на безопасни места за прилуняване. Целта е амбициозна, особено за времена, когато не е имало цифрови фотоапарати, но все пак е постижима.
През 1963 г. НАСА се обръща към Боинг за създаването на апаратите „Лунар Орбитър“. Ходът е смел: до този момент компанията се е занимавала само със строежа на самолети и не е била включвана в голяма космическа програма. Планът, който фирмата предлага, е реалистичен – ще се използват съществуващи технологии, които биха ускорили работата по „Лунар Орбитър“ и биха позволили завършването на подбора на места за кацане в реалистичен срок, за да може да се изпълни заръката на Кенеди и човек наистина да стъпи на Луната до края на 60-те години.
Предложението на Боинг е да се използва фотографска система, разработена от Кодак, която вече се е доказала във военните програми на САЩ. Системата работи на следния принцип: снимките се заснемат на филмова лента, след което филмът се проявява на място в космоса, сканира се и фотографиите се изпращат към Земята по радиото. През 60-те и 70-те години сходни камери се използват и от космическата програма на СССР. В случая тези, внедрени на апаратите „Лунар Орбитър“, имат два обектива. С помощта на единия се заснемат изображения със средна, а с другия – с висока разделителна способност. Това дава възможност да се фотографира терен с голяма площ, като отделни части от него се заснемат с подробни детайли.
Тази снимка на земния изгрев от Луната е заснета от „Лунър Орбитър 1“ през 1966 г. Благодарение на инициативата LOIRP снимката е възпроизведена през 2008 година чрез повторно сканиране на оригиналните ленти. Photo credit : NASA/LOIRP
Заснемането на лунната повърхност не е единствената цел на „Лунар Орбитър“ – космическите апарати изпълняват и няколко вторични задачи. Едната е свързана с изучаването на лунната топография, която допълнително спомага за подбора на места за кацане. Другата задача представлява проучване на метеороидните сблъсъци и тя предопределя какво ще е нивото на защита, необходимо за скафандрите, инструментите и космическия кораб. Последната задача е измерването на радиационната обстановка, за да се направи оценка какво количество радиация биха получили астронавтите, както докато са в космически кораб, така и докато се разхождат извън него на лунната повърхност.
Снимка, получена от космическия апарат „Сървеър 1“ по време на първия му ден от работата на лунната повърхност. Photo credit : NASA
„Лунар Орбитър 1“, първият космически апарат от серията, излита на 10 август 1966 година. Два проблема застрашават успеха на мисията – първо аварира системата „Канопус“ за ориентиране по местоположението на звездите, след това апаратът прегрява. Ръководството на роботизираната експедиция се справя успешно и с двата проблема – за навигация се използва самата Луна като ориентир, а с промяната на наклона на апарата спрямо слънцето се намалява и бордовата температура. Близо 92 часа след старта „Лунар Орбитър 1“ навлиза в екваториална окололунна орбита. В периода между 18 и 29 август са заснети 197 снимки със средна и 42 с висока разделителна способност, като са обхванати над 5 милиона квадратни километра площ.
„Лунар Орбитър 2“ и „Лунар Орбитър 3“ излитат съответно на 6-ти ноември 1966 г. и 5 февруари 1967 г. Програмата им е същата като тази на „Лунар Орбитър 1“. Вече „Лунар Орбитър 4“ и „Лунар Орбитър 5“, изпратени към Луната съответно на 4-ти май и 1 август 1967 г., имат по-различни цели. Четвъртата мисия наблюдава много по-широка площ, за да могат учените да обогатят познанието си за Луната, докато петата мисия прави снимки на обратната страна на Луната.
В хода на всичките пет мисии е картографирана 99% от повърхността на Луната – цялата видима страна и 95% от обратната страна. Получени са общо 3 062 снимки.
Снимка на бразда, издълбана в лунния грунт от спускаемия апарат на НАСА „Сървеър 5“. Photo credit : NASA
На спускаемата роботизирана програма „Сървеър“ е даден ход през януари 1961 година, когато НАСА избира Хюз Еъркрафт за строежа на седем апарата с тегло до 340 килограма. Целите на програмата са формулирани така: „да се извърши меко кацане на Луната, да се анализира химичният състав както на лунната повърхност, така и на подповърхностните слоеве, да се изпратят към Земята снимки на отличителните белези на лунния терен“.
За разлика от ранните съветски мисии от серията „Луна“, които извършват контролирани твърди кацания, омекотяващи се от въздушни възглавници, американските апарати „Сървеър“ са първите в историята, които постигат същински меки кацания на Луната. Всеки един „Сървеър“ е висок 3 метра, базиран е на алуминиева триъгълна рамка с маса 27 килограма, като на всеки ъгъл на триъгълника има по едно краче, а в централната му област е разположен твърдогоривен спирачен ракетен двигател. Масата на двигателя съставлява 60% от масата на целия апарат. Всеки един спускаем апарат е екипиран с доплерова система за измерване на скоростта, която директно подава информация към бордовия компютър.
Снимка на околния пейзаж, заснета от „Сървеър 5“. Photo credit : NASA
НАСА успява да постигне меко кацане на Луната още от първия опит – „Сървеър 1“ се прилунява в района на Океана на бурите на 2-ри юни 1966 година. Мисията постига зашеметяващ успех – към Земята са предадени 11 240 снимки на лунната повърхност.
Втората мисия „Сървеър 2“ е за съжаление неуспешна. Тя излита на 21-ви септември 1966 година, но един от трите двигателя за промяна на курса в космоса не успява да се запали по време на планирана 9.8-секундна маневра. Като резултат от това космическият апарат започва да се върти неконтролируемо. Наземното ръководство прави 39 опита да рестартира двигателя, но без успех. При опита за кацане „Сървеър 2“ запалва спирачния си твърдогоривен двигател, но 30 секунди след това контактът неочаквано прекъсва и спускаемият апарат се разбива в близост до кратера Коперник.
„Сървеър 3“ се прилунява благополучно като по чудо на 20-ти април 1967 година в Океана на бурите. Скалите на мястото на кацане объркват измерванията на радара и двигателят се изключва по-рано от планираната 4.3-метрова височина над повърхността. Като резултат „Сървеър 3“ подскача два пъти – веднъж се издига на 10 метра, после на 3 метра, след което апаратът най-накрая се установява на лунната повърхност. В крайна сметка мисията е успешна – апаратът изпраща 6 326 снимки и за пръв път е проведено копаене на лунния грунт с цел да бъдат изучени механичните му свойства.
Компилация от изображения в рамките на обща панорама. Снимките са заснети от „Сървеър 6“. Photo credit : NASA
Интересен факт: на 19-ти ноември 1969 година, на 182 метра от „Сървеър 3“, каца пилотираната мисия „Аполо 12“. Астронавтите Пийт Конрад и Алан Бийн посещават спускаемия апарат, демонтират камерата и пробивното му устройство и ги връщат обратно на Земята, за да могат учените да разберат как престоят от две и половина години на лунната повърхност се е отразил върху хардуера.
„Сървеър 4“ е последната неуспешна спускаема мисия на НАСА. Две секунди преди запалването на спирачния двигател, контактът с апарата неочаквано прекъсва. Макар да не става ясно със сигурност, вероятната причина за загубата на мисията е експлозия на двигателя. Датата на падане върху лунната повърхност е 17 юли 1967 година, а останките от „Сървеър 4“ лежат в района на Централния залив.
Компилация от изображения в рамките на обща панорама. Снимките са заснети от „Сървеър 7“ и те показват външния ръб на кратера Тихо. Photo credit : NASA
„Сървеър 5“ каца на Луната в областта на Морето на спокойствието на 11 септември 1967 година, като в последните минути от спускането екипът се бори с неочакван теч на хелий, който за малко не проваля мисията. Благодарение на експертната намеса на наземното ръководство, което овладява контрола върху „Сървеър 5“, прилуняването приключва благополучно. Получени са 18 006 снимки на лунната повърхност в рамките на първия лунен ден, след което апаратът преживява тежката лунна нощ (еквивалентна на две земни седмици) и през втория лунен ден са получени още около 1000 снимки. А на 13-ти септември екипът запалва повторно двигателя за 0.55 секунди, за да се проучи влиянието на реактивната струя върху грунта. Резултатът от процедурата е следният: не се е получил нов кратер, нито се е образувал съществен прахов облак.
„Сървеър 6“ се прилунява меко на 10-ти ноември 1967 г. в района на Централния залив. Получени са 29 952 снимки на лунната повърхност. На 17-ти ноември екипът запалва трите малки течногоривни двигателчета за контрол на ориентацията в продължение на 2.5 секунди. Така „Сървеър 6“ се превръща в първия апарат в историята на космонавтиката, който повторно излита от повърхността на Луната след успешно кацане, след което отново каца на около 2.5 метра от първоначалното си място.
Пейзаж на Луната, заснет от „Сървеър 7“. Photo credit : NASA
Тъй като всички апарати от серията „Сървеър“, от 1 до 6, изпълняват поставените задачи по подготовката за изпращането на човек на Луната, НАСА избира да използва последния „Сървеър 7“ изцяло за изследователски цели. Това е единствената мисия, която каца в регион, който е различен от потенциалните спускаеми региони за пилотираните кораби „Аполо“. На 10-ти януари 1968 г. „Сървеър 8“ извършва безпроблемно спускане върху външния ръб на кратера Тихо. В хода на мисията са получени 21 274 изображения. Това е първата експедиция, която наблюдава слабо сияние в близост до лунния хоризонт след залеза на Слънцето. Днес изследователите считат, че това е феномен, породен от електростатично издигащия се лунен прах.
Петте успешни мисии „Сървеър“ изпращат към Земята общо над 87 000 снимки от лунната повърхност. Сумарното работно време, прекарано на Луната, е 17 месеца. Програмата доказва, че мекото кацане на естествения ни спътник е постижимо, както и че човешките уреди могат да работят на лунната повърхност в продължение на дълго време безпрепятствено. Резултатите от благополучната безпилотна програма показват уверено, че на Луната могат да бъдат изпратени и хора.
За повече информация: НАСА [1], [2]
http://www.space-bg.org/
http://www.cosmos.1.bg/
