На илюстрацията: различни варианти за кацане на Луната. Най-вляво: директно отправяне към повърхността на Луната. В средата: Сближение, сглобяване на архитектурата в околоземна орбита и отправяне към Луната. Вдясно: Сближение, сглобяване на архитектурата в окололунна орбита и спускане към повърхността. Image 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
Прочетете втората статия от поредицата: Как НАСА успява да изпрати хора на Луната. Част 2: Роботизираните предшественици Лунар Орбитър и Сървеър
17 юни 2019 г. 19:10 ч.
Светослав Александров. Много хора имат опростена представа за лунната надпревара. Те смятат, че първо на 25-ти май 1961 година президентът Джон Кенеди отправя предизвикателството американски астронавт да стъпи на Луната до края на десетилетието, след което НАСА се мобилизира и в рамките на едва осем години проектът е изпълнен.
В действителност в САЩ се работи по различни концепции за пилотирани лунни мисии още от 1958 година. Тези ранни проучвания целят да се определи кой е най-добрият начин да се изпрати човек на Луната. Възможностите са няколко, но накрая НАСА трябва да се спре само на една.
В тази статия ще ви разкажа как НАСА прави своя избор. Този избор предопределя цялостното развитие на космонавтиката. За да победят в космическата надпревара и да изпратят хора на Луната преди руснаците, американците избират най-бързата стратегия, но за съжаление тя не е устойчива. Поради това след едва шест успешни кацания на Луната, пилотираните мисии до естествения ни спътник приключват до ден днешен.
Когато в началото на 1961 година Джеймс Уеб поема управлението на НАСА, хората в агенцията масово подкрепят т.нар. директен полет до повърхността на Луната. Причината, поради която този план е предпочитан, е следната – по този начин се избягват сложни процедури като сближаване и скачване в космоса. Космическият кораб просто би излетял от Земята, би кацнал директно на Луната без да влиза в орбита около нея, след което би излетял от лунната повърхност и би се завърнал. Планът е прост и красив.
Но ако се налага цялата архитектура да кацне на лунната повърхност заедно с възвръщаемата капсула, това неизменно би наложило космическият кораб да се снабди с много голямо количество гориво. Това означава, че ще е нужна и голяма-ракета носител, която в средите на НАСА е известна под названието „Нова“.
Директният полет е предпочитан не само в НАСА. Военновъздушните сили на САЩ работят по план за лунни мисии още през 1958 година. Планът носи названието „Лунекс“ и той произлиза от проекта „Човек в космоса най-скоро“, който е загубил от алтернативния проект „Мъркюри“ за изпращането на първите американски астронавти в орбита. Така когато на 25-ти май 1961 година американският президент Кенеди предлага хора да стъпят на Луната до края на десетилетието, военновъздушните сили на САЩ искат да поемат инициативата. Счита се, че мисията може да бъде изпълнена до 1967 година за $7.5 милиарда долара, като се използва гигантска тристепенна ракета и директен космически кораб.
Идеята за сближаване и скачване на космически кораби изглежда опасна и непрактична за някои инженери в НАСА. Но за други това е единственият начин да се избегне нуждата от строеж на гигантска свръхтежка ракета „Нова“. Един от тези хора е Вернер фон Браун. Той е привърженик на концепцията още през 1958 година, когато предлага цялата архитектура за лунни експедиции да бъде сглобена в околоземна орбита. Фон Браун твърди, че разработката на „Нова“ ще е огромно предизвикателство и това е аргумент, който звучи много смислено в края на 50-те и началото на 60-те години. По това време космонавтиката на СССР разполага с по-добри ракети.
Вернер Фон Браун харесва идеята, защото сглобяването на архитектурата в околоземна орбита означава само едно: така ще може да се построи космическа станция. Вече на нея може да бъде сглобен лунен кораб от части, доставени от Земята. Когато корабът е готов, той ще се разкачи от станцията и ще се отправи към повърхността на Луната.
Ранни концепции на космически ракети. Вляво – ракетата „Сатурн 1“, в центъра – ракетата „Сатурн 5“ (извела хора към Луната), вдясно – гиганската ракета „Нова“, която щеше да е необходима, ако беше избран вариантът за директен полет до Луната. Image credit : NASA
Разбира се, това не са единствените концепции, които се обмислят. Лабораторията за реактивно движение към НАСА разглежда вариант да се свържат множество машини на самата повърхност на Луната. Идеята е първо да кацне възвръщаемият апарат, чрез който астронавтите един ден ще се приберат на Земята. След това в близост до него да бъдат спуснати цистерни с гориво. Посредством автоматични устройства възвръщаемият апарат би бил зареден с горивото, след което предстои проверка на системите му от наземните ръководители. Чак тогава излита пилотираният кораб, който каца на Луната и след като астронавтите приключат работа, те се прехвърлят в заредения с гориво възвръщаем апарат и отлитат отново.
Разглежда се и вариант астронавт да бъде изпратен на Луната без първоначална възможност за завръщане. Човекът би останал да живее там, като периодично към него се изпращат кораби с провизии. Това ще е докато НАСА работи по възвръщаем кораб, а тъй като работата ще отнеме няколко години, междувременно самотният астронавт би вършил полезна работа. Доколкото разполагаме с исторически сведения, ръководството на програмата „Аполо“ никога не е приемало тази идея насериозно.
Но на фона на всички варианти, които разгледахме по-горе, една идея бавно набира популярност. Първоначално тя изглежда абсурдно за много инженери. Това е идеята за сглобяване на архитектурата в окололунна орбита. Един отделен модул под формата на спускаем апарат би се отделил от кораба-майка, след което би извършил кацане на повърхността. След като астронавтите приключат своята работа, те биха се качили на модула, след което той ще отлети и ще се отправи за скачване с кораба-майка. След скачването корабът-майка ще напусне окололунна орбита и ще превози астронавтите обратно към Земята.
През 1959 година вариантът за скачвания в окололунна орбита изглежда плашещ. Човек все още не е летял в космоса, а какво остава да се създадат кораби, които са в състояние да извършат стиковка около тяло, различно от Земята? И все пак планът има едно огромно предимство – ще се намали теглото на кораба, което би позволило да бъде изстрелян с по-малка ракета.
Докъм 1960 година в средите на НАСА се разглеждат най-вече идеите за директен полет до Луната и варианти за строежа на станция в околоземна орбита, която евентуално да еволюира до лунни мисии. Появява се обаче един човек, който решава да се бори срещу статуквото и да принуди останалите да обмислят възможността за скачвания в окололунна орбита. Името му е Джон Хуболт от центъра Лангли и в последствие той ще се превърне във водещ привърженик на идеята да се използват множество модули за реализацията на пилотирана лунна експедиция. По време на проучване през същата тази 1960-та година Хуболт успява да представи убедителна аргументация, че скачването в окололунна орбита е най-добрият възможен вариант.
През февруари 1961 година е проведена среща между ръководителите на центровете на НАСА, които сядат заедно, за да обсъдят различните стратегии. Чуват се множество мнения. Робърт Джилрут, тогава шеф на Центъра за пилотирани космически полети към НАСА, е привърженик на директния полет до Луната. Вернер фон Браун, ръководител на центъра Маршал, желае скачване в околоземна орбита, докато Хуболт призовава за скачване в окололунна орбита. По време на тази среща никой не успява да убеди другия в правотата си. Накрая на 19-ти май на Хуболт му писва и пише писмо от девет страници директно до Робърт Сийманс, тогавашен заместник-администратор на НАСА. В писмото си той се оплаква, че към идеята за лунно скачване не се подхожда с достатъчно сериозно внимание. Хуболт яростно критикува ръководството на НАСА, че не се обръща внимание на това колко е важно да се създаде технология за скачване в космоса и предупреждава, че заради забавянията в разработката на ракетите, скачването така или иначе ще е единственият вариант за агенцията в обозримо бъдеще. Най-накрая борбите на Хуболт водят до плод. В края на август през 1961 година по време на специален дискусионен панел се обсъжда за пръв път сериозно идеята за окололунно скачване.
Основната критика, която инженерите отправят към окололунното скачване, е във връзка с безопасността. Ако астронавтите приключат мисията си на Луната и излетят, след което не успеят да се скачат с кораба-майка, те ще останат в окололунна орбита, обречени на гибел. За да може идеята изобщо да проработи, ще е нужен сериозен пробив в областта на навигационните и компютърните технологии (не забравяйте да прочетете статията на КОСМОС БГ по темата: Как НАСА успява да изпрати хора на Луната. Част 1: Навигационният компютър).
В края на 1961 година Робърт Джилрут най-после признава достойнствата на окололунното скачване. Остава да бъде убеден Вернер фон Браун. След множество дискусии това най-после се случва през юни 1962 година, като изразената от фон Браун подкрепа е решаваща. Практически Маршал и Центъра за пилотирани космически полети започват да работят съвместно и това се превръща в главен фактор за консолидацията на НАСА. Оттук насетне агенцията започва да функционира като едно цяло в името на общата цел – изпращането на човек на Луната.
Демонстрация на скачването на лунния модул с командния модул по време на пресконференцията на 11-ти юли 1962 година. Photo credit : NASA
На 11 юли 1962 година Джеймс Уеб, администраторът на НАСА, изнася пред медиите пресконференция, на която официално той и неговите колеги оповестяват решението за профила на пилотираната лунна архитектура:
„Ние проучихме различните формулировки за реализацията на възможно най-бързата и безопасна мисия. Също така обсъдихме способностите и различните варианти, за да осигурим повишаването на общата ни космическа мощ.
Ние открихме, че ако добавим още един кораб към тези, които понастоящем са в процес на разработка, т.е. лунен екскурзионен кораб, ние ще притежаваме отличната възможност да изпълним тази мисия за най-кратък възможен срок, пестейки пари, като безопасността ще остане същата, каквато е и при останалите варианти“.
В рамките на програмата „Аполо“ така нареченият „лунен екскурзионен кораб“ ще добие известност под названието „лунен модул“.
„Идеята за скачване в окололунна орбита бе избрана, защото тя ни даваше най-голямата увереност за спечелване на надпреварата към Луната“, пише д-р Памела Мак от университета Клемсън. „Някои дори смятат, че това бе единственият начин да се достигне Луната за разумна цена в рамките на разумен срок. От друга страна това не бе технологията с най-големия потенциал за бъдещи разработки и това до голяма степен спомогна на „Аполо“ да се превърне в технологична задънена улица“.
Източници: Pamela E. Mack, NASA
http://www.space-bg.org/
http://www.cosmos.1.bg/
