ВходКак происходил полет на луну. Школьная энциклопедия
После первых успехов по изучению Луны (первая жесткая посадка зонда на поверхность, первый облет с фотографированием невидимой с Земли обратной стороны) перед учеными и конструкторами СССР и США, задействованными в «лунной гонке», объективно встала новая задача. Нужно было обеспечить мягкую посадку исследовательского зонда на поверхность Луны и научиться выводить на ее орбиту искусственные спутники.
Задача эта была непростой. Достаточно сказать, что Сергею Королеву, руководившему ОКБ-1, так и не удалось этого добиться. В 1963-1965 было осуществлено 11 запусков космических аппаратов (каждый удачно запущенный получал официальный номер серии «Луна») с целью мягкой посадки на Луне, и все они потерпели неудачу. Между тем, загруженность ОКБ-1 проектами была чрезмерной, и в конце 1965 года Королев был вынужден передать тему мягкого прилунения в КБ Лавочкина, которым руководил Георгий Бабакин. Именно «бабакинцам» (уже после смерти Королева) удалось войти в историю благодаря успеху «Луны-9».
Первая посадка на Луну
(Нажмите на картинку, чтобы посмотреть схему прилунения космического аппарата)
Вначале станция «Луна-9» 31 января 1966 года была доставлена ракетой на орбиту Земли, а затем с нее отправилась в сторону Луны. Тормозной двигатель станции обеспечил гашение посадочной скорости, а надувные амортизаторы защитили посадочный модуль станции от удара о поверхность. После их отстрела модуль развернулся в рабочее состояние. Полученные от «Луны-9» за время связи с ней первые в мире панорамные изображения лунной поверхности подтвердили теорию ученых о поверхности спутника, не покрытой значительным пылевым слоем.
Первый искусственный спутник Луны
Вторым успехом «бабакинцев», использовавших задел ОКБ-1, стал первый лунный искусственный спутник. Старт космического аппарата «Луна-10» состоялся 31 марта 1966 года, а успешный вывод на окололунную орбиту - 3 апреля. За более чем полуторамесячный период научные приборы «Луны-10» исследовали Луну и окололунное пространство.
Достижения США
Тем временем США, уверенно шедшие к своей главной цели - высадке человека на Луне, стремительно сократили разрыв с СССР и вырвались вперед. Пять космических аппаратов серии Surveyor совершили мягкое прилунение и провели важные исследования в местах посадки. Пять орбитальных картографов Lunar Orbiter составили детальную карту поверхности с высоким разрешением. Четыре испытательных пилотируемых полета космических кораблей Apollo, в том числе два с выходом на орбиту Луны, подтвердили правильность принятых при разработке и проектировании программы решений, а техника доказала свою надежность.
Первая высадка человека на луне
В экипаж первой лунной экспедиции вошли астронавты Нил Армстронг, Эдвин Олдрин м Майкл Коллинз. Космический корабль Apollo 11 отправился в полет 16 июля 1969 года. Гигантская трехступенчатая ракета Saturn V отработала без замечаний, и Apollo 11 отправился к Луне. Выйдя на окололунную орбиту, он разделился на орбитальный модуль Columbia и лунный модуль Eagle, пилотируемый астронавтами Армстронгом и Олдрином. 20 июля он прилунился на юго-западе Моря Спокойствия.
Спустя шесть часов после посадки, Нил Армстронг вышел из кабины лунного модуля и в 2 часа 56 минут 15 секунд по всемирному времени 21 июля 1969 года впервые в человеческой истории ступил на лунный реголит. Вскоре к командиру первой лунной экспедиции присоединился Олдрин. Они провели на поверхности Луны 151 минуту, разместили на ней атрибутику и научную аппаратуру, взамен загрузив в модуль 21,55 кг лунных камней.
Окончание «лунной гонки»
Оставив на поверхности посадочный блок, взлетная ступень Eagle стартовала с Луны и состыковалась с Columbia. Воссоединившись, экипаж направил Apollo 11 к Земле. Затормозившись в атмосфере со второй космической скоростью, командный модуль с астронавтами после более чем 8-суточного полета мягко опустился в волны Тихого океана. Главная цель «лунной гонки» была достигнута.
Обратная сторона луны
(Фотоснимок обратной стороны Луны с приземлившегося аппарата "Чаньэ-4" )
Это сторона невидимая с Земли. 27 октября 1959 года с лунной орбиты обратную сторону сфотографировала советская космическая станция "Луна-3", а спустя более полувека 3 января 2019 года китайский космический аппарат "Чаньэ-4" успешно приземлился на поверхность обратной стороны и прислал первый снимок с ее поверности.
Американский космический корабль "Аполлон-11" совершил полёт, в ходе которого жители Земли впервые в истории совершили посадку на поверхность Луны.
Старт ракеты-носителя "Сатурн-5", которая вывела корабль "Аполлон-11" на орбиту, состоялся 6 июля 1969 года в 09.32 по времени Восточного побережья США (16.32 по московскому времени) с мыса Кеннеди. В состав экипажа космического корабля входили три астронавта — командир Нейл Армстронг (Neil Armstrong), пилот лунного модуля Эдвин Олдрин (Edwin Aldrin) и пилот командного модуля Майкл Коллинз (Michael Collins). Главной целью этого космического полета была посадка на спутнике Земли Луне и успешное возвращение на Землю, которую поставил президент США Джон Кеннеди 25 мая 1961 года.
Космический корабль "Аполлон-11" состоял из двух модулей — командного (позывной "Колумбия") и лунного (позывной "Орел"). В командном отсеке экипаж проводил большую часть полета, а лунный модуль был предназначен непосредственно для посадки и последующего взлета с Луны.
20 июля в 22 часа 56 минут по времени Восточного побережья США (21 июля в 5 часов 56 минут по мск) Армстронг ступил на Луну. Став на Луну сперва правой, а затем левой ногой, он произнес: "Этот маленький шаг одного человека означает гигантский скачок для человечества". Видеокамера, установленная снаружи модуля, транслировала выход Армстронга на поверхность Луны. Спустя 20 минут на Луну вышел и Олдрин.
Все снаряжение астронавтов весило около 80 килограммов, однако в лунных условиях вес уменьшается примерно в шесть раз. Поэтому на Луне даже с таким снаряжением астронавт весил неполных 25 килограмм. Небывалая "легкость" позволила астронавтам передвигаться по Луне прыжками высотой в два метра. Также было замечено, что в лунных условиях стало возможно сильно наклоняться в любую сторону без потери равновесия. За все время пребывания на Луне астронавты ни разу не упали и совершенно не чувствовали усталости.
Сверху поверхность Луны была покрыта мелкозернистым порошкообразным веществом черного цвета, похожим на измельченный уголь. И поэтому везде, где только ступали астронавты, на лунной поверхности оставались отпечатки четких следов.
Во время выхода на Луну астронавты взяли образцы лунный пород, установили на Луне научные приборы — сейсмометр и лазерный отражатель. Они укрепили на лунной поверхности национальный флаг США и оставили медали с изображением людей, отдавших свою жизнь делу изучения Вселенной: советских — Юрия Гагарина и Владимира Комарова, и американских — Вирджила Гриссома, Роджера Чаффи и Эдуарда Уайта, погибших при старте космического корабля "Аполлон-1". Кроме того на Луну были доставлены миниатюрные флажки 136 государств мира, в том числе флажок Советского Союза, и металлическая пластинка с выгравированными на ней словами: "Здесь люди с планеты Земля впервые ступили ногой на Луну. Июль, год 1969 от Рождества Христова. Мы пришли с миром от всего человечества".
Олдрин пробыл на Луне около полутора часов и вернулся в лунный модуль. Затем спустя 40 минут за ним последовал Армстронг. Его прогулка по Луне длилась более 2,5 часов.
После завершения выхода на поверхность спутника Земли американские астронавты, проверив бортовые системы и поужинав, проспали около семи часов. Армстронг спал в гамаке, подвешенном над кожухом основного двигателя взлетной ступени модуля, Олдрин — на полу кабины. Проснувшись, они позавтракали и отправились на окололунную орбиту, где их ожидал командный модуль. В общей сложности астронавты пробыли на Луне 21 час 36 минут.
Операция по сближению и стыковке командного и лунного модулей длилась 3,5 часа. После ее завершения лунные путешественники перешли в командный отсек "Аполлона", а взлетная ступень за ненадобностью была оставлена на орбите. Посадочная ступень лунной кабины, выполнившая роль стартовой площадки, осталась на Луне.
22 июля астронавты включили маршевый двигатель командного отсека, и корабль "лег на курс" к Земле.
24 июля в 12.50 по времени Восточного побережья США (19.50 мск) командный отсек приводнился в Тихом океане к юго-западу от Гавайских островов. С помощью вертолета экипаж был доставлен на палубу авианосца. Затем их доставили в Хьюстон.
После завершения миссии все астронавты прошли обязательный 18-дневный карантин из-за предположения о возможном существовании лунных организмов.
После карантина и отпуска 13 августа 1969 года были организованы торжественные встречи астронавтов в Нью-Йорке, Чикаго и Лос-Анжелесе.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
На Луне, и были ли они там вообще, не одно десятилетие ведутся споры. Сторонники высадки астронавтов утверждают, что это мероприятие было решающим аргументом в космическом споре США и СССР, после которого базовые космические программы были существенно скорректированы с обеих сторон. Для некоторых первый полет человека на Луну - миф, разработанный коварными американцами, но для большинства людей посещение нашего естественного спутника - непреложный факт.
Предыстория
Первый космический старт в сторону нашего спутника был запущен в 1959 году, уже через 15 месяцев после запуска Довольно долго в этом направлении действовали лишь советские исследователи космоса. Представители США начали работать в этом направлении лишь после запусков своих лунных автоматов «Рейнджер», первая серия которых была запущена в 1964 году.
До начала 70-х вопрос «Сколько было человек на Луне?» не имел смысла - для этого не существовало технологических возможностей. В 1971 г. в США стала серьезно разрабатываться программа «Аполлон». Ее успешное выполнение стоило американским налогоплательщикам 25 млрд долл. Успешный старт лунной экспансии президент Кеннеди считал приоритетной национальной задачей, которая укрепит космический престиж США и докажет экономические и научные возможности этого государства.
Реализация плана по высадке человека на Луну стала возможной после запуска и успешного испытания ракеты-носителя «Сатурн-5». Именно он был использован при комплектации «Аполлона-11».
Первая высадка
О том, во время первой межпланетной экспедиции, известно из газетных публикаций и репортажей, которые в июле 1969 года облетели весь мир. Имена трех американцев, членов первого космического экипажа, - Н. Армстронг, М. Коллинз, Из них первыми ступили на грунт нашего спутника Армстронг и Олдрин, а Коллинз оставался на окололунной орбите. Астронавты оставили на Луне памятные знаки с изображениями погибших исследователей космоса, собрали пробы лунного грунта, установили радарные отражатели, через 21 час стартовали на взлетной ступени и присоединились к основному полетному блоку.
Через восемь суток экипаж без происшествий опустился в районе Тихого океана, где был подобран командой спасателей.
Дальнейшие экспедиции
Удачный старт пионеров космоса дал начало дальнейшим экспедициям на кораблях типа «Аполлон». Всего на наш естественный спутник было отправлено пять экспедиций. Это уже дает общее преставление о том, сколько человек побывало на Луне и сколько резервов было затрачено для этих полетов. По официальным источникам, на Луну было отправлено 26 человек, а двенадцати счастливчикам удалось непосредственно коснуться
О том, сколько раз люди летали на Луну, можно определить по космической программе «Аполлон» - всего было отправлено 7 экспедиций, и лишь одна из них не увенчалась успехом. Злополучный «Аполлон-13» заполучил аварию еще на старте своего вояжа, его экипажу запретили спускаться на поверхность спутника. Поэтому ответ на вопрос о том, сколько раз люди были на Луне, содержит небольшой подвох. «Аполлон-13» летал к нашему спутнику, но высадка на поверхность Луны при этом не производилась.
дважды?
Были ли вообще такие люди, которые несколько раз навестили наш спутник? Все люди, летавшие к Луне, были гражданами США, опытными летчиками-астронавтами, которые прошли специальную подготовку в центрах НАСА. Из них был лишь один астронавт, которому удалось навестить нашу Луну дважды. Им оказался Ю. Сернан. Первый раз он полетел к Луне в составе космического экипажа «Аполлона-10». Тогда он находился на борту искусственного спутника Луны, всего в 15 км от ее поверхности. Второй раз, как командир космического корабля «Аполлон-17», Юджин Сернан полетел к Луне в 1972 году. Тогда вместе со своим напарником Х. Шмиттом он прилунился в районе гор Тавр и кратера Литтров. На поверхность нашего спутника Сернан в общей сложности выходил три раза и пробыл там 23 часа.
Так сколько было человек на Луне? В общей сложности двенадцать человек коснулись поверхности Луны, а двадцать шесть летало в составе космических экипажей.
Если в космической гонке СССР шел впереди США, то лунную гонку возглавляли они.
Но первоначально и в лунной гонке лидировал СССР. Первым аппаратом, пролетевшим рядом с Луной, стала советская автоматическая межпланетная станция «Луна-1», это произошло 2 января 1959 г., а первым аппаратом, достигшим Луны, стала станция «Луна-2» 13 сентября 1959 года.
После многочисленных успехов СССР в освоении космоса США решили вернуть себе статус самой технологически развитой державы и сосредоточились на Луне. В 1961 г. они объявили о лунной пилотируемой программе «Сатурн»-«Аполлон», нацеленной на достижение Луны человеком до конца десятилетия 1960-х гг.
Президент Кеннеди даже сделал предложение о совместной программе высадки на Луну (а также запуске более совершенных метеорологических спутников), но в СССР от него отказались, так как подозревали подвох, желание выведать новейшие советские технологии. Однако лунную пилотируемую программу в СССР утвердили только в 1964 г., когда США полным ходом этим занимались. В СССР развернулись масштабные работы по двум параллельным пилотируемым программам: облёта Луны («Протон»-«Зонд/Л1)» к 1967 году и посадке на неё (Н1-Л3) к 1968 году. Предыдущие беспилотные полёты кораблей «Зонд (7К-Л1)» были полностью или частично неудачными из-за недоработок корабля и носителя.
В декабре 1968 г . Америка вырвалась вперёд и выиграла первый (облётный) этап лунной гонки, когда Фрэнк Борман, Джеймс Ловелл и Уильям Андерс в полёте 21-27 декабря на корабле «Аполлон-8» сделали 10 витков вокруг Луны. Менее чем через год, с осуществлением второго (посадочного) этапа, США выиграли и всю лунную гонку.
Полет «Аполлон-11»
16 июля 1969 г. с мыса Канаверал стартовал американский корабль «Аполлон-11» с экипажем из трёх человек: Нил Армстронг, Майкл Коллинз и Эдвин E. Олдрин-младший. 20 июля была совершена посадка на Луну , а 21 июля Нил Армстронг совершил выход на поверхность Луны . По всему миру, за исключением СССР и КНР, велась прямая трансляция - за этим событием наблюдало около 500 млн. человек. В последующем США провели ещё 5 успешных экспедиций на Луну, в том числе использовали в некоторых последних из них управляемый астронавтами лунный самоходный аппарат и привозили в каждом рейсе по несколько десятков килограммов лунного грунта.
20 июля 1969 г., в 20:17:39 UTC (всеми́рное координи́рованное вре́мя - стандарт, по которому общество регулирует часы и время) командир экипажа Нил Армстронг и пилот Эдвин Олдрин посадили лунный модуль корабля в юго-западном районе Моря Спокойствия. Они оставались на поверхности Луны в течение 21 часа 36 минут. Всё это время пилот командного модуля Майкл Коллинз ожидал их на окололунной орбите. Астронавты совершили один выход на лунную поверхность и находились там 2 часа 31 минуту. Первым человеком, ступившим на Луну, стал Нил Армстронг . Через 15 минут к нему присоединился Олдрин. Это произошло 21 июля в 02:56:15 UTC.
Все члены экипажа были опытными лётчиками-испытателями, все трое - одногодки, 1930 года рождения.
Подготовка к полету
Самым тщательным образом отрабатывалась посадка на Луну. Астронавты тренировались на модели лунного модуля, которая подвешивалась к высокой башне-крану на тросах. Были и более совершенные симуляторы - летательные аппараты для отработки лунных посадок. Они представляли собой каркас из алюминиевых труб, на котором крепились три основных и 16 маневровых двигателей и кабина управления. Один из основных двигателей поднимал аппарат на необходимую высоту (до1,8 км) и затем во время спуска и мягкой посадки создавал постоянную тягу, компенсировавшую 5/6 массы, и обеспечивал условия, близкие к условиям лунной гравитации. Астронавты называли их «летающими остовами кроватей». В мае 1968 г., будучи командиром дублирующего экипажа «Аполлона-8», Нил Армстронг едва не потерпел катастрофу. Аппарат вышел из-под контроля, и Армстронгу пришлось катапультироваться с 60-метровой высоты, он отделался лёгкими ушибами. Аппарат разбился и сгорел.
В последние месяцы перед стартом астронавты тренировались особенно много: имитировался выход на лунную поверхность в полном снаряжении, велись работы по сбору образцов грунта и установку научных приборов и экспериментов (в том числе в специальной вакуумной камере в ЦУПе в Хьюстоне), состоялось несколько практических полевых занятий по геологии.
Экипаж также самостоятельно разработал дизайн эмблемы и выбор позывных для кораблей (смотрите картинку в преамбуле). Астронавты хотели сделать эмблему очень простой и недвусмысленной, показывающей мирное покорение Луны. Джеймс Ловелл предложил изобразить орла. Майкл Коллинз сделал рисунок. На нём орёл, держащий в клюве оливковую ветвь, садится на лунную поверхность. Позади него - Земля, в отдалении и вверху надпись «Аполлон-11». Фамилий астронавтов на эмблеме не было. Но когда эмблему представили в штаб-квартиру НАСА, руководству не понравились когти орла – слишком угрожающие, поэтому оливковую ветвь переместили в лапы. Позывным кораблей в этой исторической миссии тоже уделялось особое внимание. Название лунного модуля - «Орёл», а командного – «Колумбия».
Работали и еще над одной проблемой. Астробиологи и специалисты Службы общественного здравоохранения США опасались, что высадка людей на Луну может привести к тому, что на Землю будут завезены неизвестные науке микроорганизмы, способные вызвать эпидемии. Несмотря на то, что многие учёные были уверены, что Луна безжизненна, абсолютной уверенности в этом не было. Поэтому задачей была разработка плана мероприятий по недопущению биологического заражения Земли. Разрабатывались также меры для этапа транспортировки астронавтов и контейнеров с образцами лунного грунта от места приводнения в Тихом океане до Лунной приёмной лаборатории. Они предусматривали, что астронавты после посадки пересаживаются из командного модуля в надувную лодку, сразу надевают костюмы биологической защиты и по прибытии вертолётом на борт поискового корабля переходят в специальный мобильный герметичный фургон без колёс, в котором их доставляют в Хьюстон. За две недели до старта главный врач полета «Аполлона» уменьшил тренировочные нагрузки на астронавтов и поместил их в карантин.
Перед полетом был создан невиданный ажиотаж: 500 000 туристов, желавших стать очевидцами исторического события, прибыли в округ Бревэрд во Флориде, где находятся мыс Канаверал и Космический центр имени Кеннеди.
Старт
Старт «Аполлона-11» состоялся 16 июля 1969 г. в 13:32 UTC. Присутствовало 5000 почётных гостей, среди них - 36-й президент США Линдон Джонсон. Во время взлёта раздавались отдельные аплодисменты, но большинство зрителей смотрели молча, пока «Аполлон-11» не скрылся из виду. Взлет напрямую транслировался по телевидению в 33 странах мира на 6 континентах. После взлёта Президент США Ричард Никсон объявил следующий понедельник, когда астронавты должны были уже находиться на Луне, национальным Днём Участия и нерабочим днём для государственных служащих.
Полет
Когда космический корабль вышел на круговую околоземную орбиту высотой 190,8 км, на 5 минут 47 секунд был включён двигатель третьей ступени. «Аполлон-11» достиг второй космической скорости (10,84 км/с) и перешёл на траекторию полёта к Луне. Астронавты начали манёвр перестроения отсеков, стыковки с лунным модулем и «вытягивания» его из адаптера, располагавшегося в верхней части третьей ступени. Командно-служебный модуль был отделён от третьей ступени. Затем Майкл Коллинз произвёл сближение и стыковку с лунным модулем. Когда «Колумбия» и «Орёл» отошли на безопасное расстояние, по команде с Земли был в последний раз включён двигатель третьей ступени, она перешла на траекторию пролёта мимо Луны и выхода на гелиоцентрическую орбиту. По предложению Армстронга, с борта корабля была проведена первая незапланированная телетрансляция. Цветная бортовая телекамера давала изображение хорошего качества. Трансляция продолжалась чуть больше 16 минут. Расстояние от Земли составляло около 95 000 км. Солнцем были освещены 7/8 земного диска, и были хорошо видны восточная часть Тихого океана, большая часть США, Мексика, Центральная Америка и северная часть Южной Америки. Астронавты перевели корабль в режим пассивного термического контроля, когда он медленно вращался вокруг своей продольной оси, делая около трёх оборотов за 1 час. Это обеспечивало равномерное нагревание обшивки корабля. На третий день полета Армстронг и Олдрин впервые перешли в лунный модуль и проверили состояние его основных систем. На четвертый день астронавты вышли на окололунную орбиту.
Посадка на Луну
20 июля Нил Армстронг и Эдвин Олдрин перешли в лунный модуль, активировали и проверили все его системы, привели сложенные опоры посадочной ступени в рабочее положение. На высоте чуть менее 2 км начался этап приближения к точке посадки. На высоте примерно 140 метров командир перевёл компьютер в полуавтоматический режим, в котором двигатель посадочной ступени управляется автоматически и поддерживает постоянную вертикальную скорость 1 м/с, а двигатели системы ориентации управляются полностью вручную. И 20:17:39 UTC Олдрин закричал: «Сигнал контакта!» Синий сигнал контакта означал, что лунной поверхности коснулся как минимум один из щупов длиной 1,73 м, которые крепились к трём из четырёх опор (кроме той, где была лестница). Через 1,5 секунды после этого Армстронг заглушил двигатель. На послеполётном опросе он рассказал, что не смог точно определить момента посадки. По его словам, Базз закричал: «Контакт!», но сам он даже не видел загоревшегося сигнала, двигатель работал до самой посадки, потому что она была настолько мягкой, что момент, когда корабль стал на грунт, было сложно определить.
На Луне
В течение первых двух часов пребывания на Луне Нил Армстронг и Эдвин Олдрин занимались имитацией предстартовой подготовки на случай, если по каким-либо причинам возникла бы необходимость досрочно прервать пребывание на Луне. Астронавты смотрели в иллюминаторы и рассказывали Хьюстону о своих первых впечатлениях.
Перед выходом на Луну Олдрин, как старейшина пресвитерианской церкви, провёл краткую частную церковную службу, совершив Евхаристию (в переводе с греческого «благодарение»). Свято́е Прича́стие - христианский обряд, заключающийся в освящении хлеба и вина в особом статусе и последующем их вкушении.
Держась правой рукой за лестницу, Армстронг левой ногой ступил на лунную поверхность (правая оставалась на тарелке) и произнёс: «Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества». Всё ещё продолжая держаться рукой за лестницу, Армстронг шагнул на грунт и правой ногой. По его словам, мелкие частицы грунта походили на порошок, который можно легко подбросить вверх. Они прилипали тонкими слоями к подошвам и бокам лунных ботинок, как измельчённый древесный уголь. Ноги утопали в нём совсем немного, не более чем на 0,3 см. Но Армстронг мог видеть свои следы на поверхности. Астронавт сообщил, что двигаться на Луне совсем несложно, в действительности это даже проще, чем во время имитаций 1/6 земного притяжения на Земле. По наблюдениям Армстронга, двигатель посадочной ступени не оставил никакого кратера на поверхности, лунный модуль стоял на очень ровном месте. Олдрин передал Армстронгу фотокамеру, и тот начал снимать первую лунную панораму. Хьюстон напомнил ему об аварийном образце лунного грунта (на случай, если пребывание на Луне пришлось бы в экстренном порядке прервать). Армстронг собрал его с помощью специального приспособления, похожего на небольшой сачок, и положил в мешочке в набедренный карман скафандра. Масса аварийного образца составила 1015,29 г. Он состоял из реголита и четырёх небольших камней примерно по 50 г каждый. Через 15 минут после того, как Армстронг сделал первый шаг на Луне, из кабины начал спускаться и Олдрин. Они снимали окрестности места посадки, Олдрин поставил экран коллектора солнечного ветра (он представлял собой лист алюминиевой фольги шириной 30 см и длиной 140 см и предназначался для улавливания ионов гелия, неона и аргона. Потом оба астронавта установили флаг США.
Пока Армстронг готовил инструменты для сбора образцов лунного грунта, Олдрин опробовал различные способы передвижения. Он сообщил, что прыжки с одновременным отталкиванием двумя ногами, наподобие кенгуру, получаются хорошо, но для перемещения вперёд традиционный способ всё-таки предпочтительнее.
Собрав образцы грунта, астронавты начали размещать комплект научных приборов: пассивный сейсмометра и уголковый отражатель для лазерной локации Луны.
Ночь они провели на Луне, в кабине модуля в скафандрах, шлемах и перчатках, чтобы дышать чистым кислородом, а не лунной пылью (внутри лунного модуля всё было сильно ею испачкано). Кабину не удалось полностью затемнить: шторки на иллюминаторах оказались не совсем светонепроницаемыми, сквозь них была видна линия горизонта, а через телескоп оптического визирования проникал яркий свет Земли. Кроме того, в кабине было +16, и астронавты мерзли, так что поспать им почти не удалось.
Взлет с Луны
После подъёма астронавты начали готовиться к взлёту. Они пробыли на Луне в общей сложности 21 час 36 минут 21 секунду. Первые 10 секунд «Орёл» поднимался строго вертикально. Через 7 минут «Орёл» вышел на промежуточную орбиту.Примерно через час после взлёта, когда оба корабля находились над обратной стороной Луны, Армстронг включил двигатели системы ориентации. Лунный модуль перешёл на почти круговую орбиту. В результате ещё нескольких последовательных манёвров через три с половиной часа после взлёта «Орёл» и «Колумбия» сблизились до расстояния 30 м и зависли неподвижно относительно друг друга. Далее Коллинз вручную произвёл окончательное сближение и стыковку. Затем он наддул переходной туннель, открыл люк и передал Армстронгу и Олдрину пылесос. Они, насколько было возможно, почистили скафандры и всё, что предстояло перенести в командный модуль. Коллинз стал третьим человеком, увидевшим лунный грунт. Армстронг, не открывая, показал ему пакет с аварийными образцами. Вскоре после того, как Армстронг и Олдрин перешли в командный модуль, взлётная ступень «Орла» была сброшена. Она осталась на орбите, но со временем должна была упасть на Луну. Коллинз 7-секундным включением двигателей системы ориентации отвёл «Колумбию» на безопасное расстояние. Когда манёвр был завершён, Армстронг и Олдрин сняли свои скафандры, которые были надеты на них с предыдущего дня. 24 июля корабль приводнился в 3 км от расчётной точки и в 24 км от авианосца «Хорнет».
Лунный грунт
Контейнеры с образцами прошли двойную стерилизацию: сначала ультрафиолетовыми лучами, затем - надуксусной кислотой. Далее их ополоснули стерильной водой и просушили азотом, после чего через вакуумный шлюз они были помещены в вакуумную зону (зону образцов лунного грунта) Лунной приёмной лаборатории. Во второй половине дня 26 июля первый контейнер был вскрыт. Начались фотографирование, каталогизирование и предварительное изучение образцов лунного грунта перед тем, как передать их 142 научным институтам и лабораториям.
Астронавты должны были находиться в карантине 21 день. Никаких патогенов или симптомов инфекционных заболеваний ни у астронавтов, ни у кого-либо из находившихся с ними в карантине обнаружено не было, поэтому было решено прекратить карантин на день раньше, чем планировалось.
Образцы лунной породы должны были оставаться в Лунной лаборатории дольше, от 50 до 80 дней, пока не будут готовы результаты всех посевов на микроорганизмы. Несколько сотен граммов реголита и сколов лунных камней стали материалом для определения их токсичности и патогенности. Лунный материал испытывался на стерильных мышах и различных растениях. Ни одного случая, который мог бы указывать на опасность для земных организмов, отмечено не было, лишь отдельные незначительные отклонения от нормы. Например, выяснилось, что образцы лунной породы стимулировали рост некоторых растений. Был сделан вывод, что лунный грунт биологически безопасен. В полдень 12 сентября карантин был прекращён. Изучение доставленных образцов продолжилось в лабораториях по всему миру. Первая экспозиция лунных камней и реголита для широкой публики открылась 17 сентября 1969 г. в Смитсоновском институте в Вашингтоне.
Научные результаты
Первая конференция по изучению Луны открылась 5 января 1970 г в Хьюстоне. На неё собрались несколько сотен учёных, включая всех 142 основных исследователей, которые получили от НАСА образцы лунного грунта. Свойства лунной породы говорили о том, что она сформировалась при высоких температурах, в условиях полного отсутствия кислорода и воды. Были идентифицированы 20 минералов, известных на Земле, что говорило в пользу единого источника происхождения обоих небесных тел. В то же время были обнаружены три новых минерала, которых нет на Земле. Один из них был назван армалколитом (по первым буквам фамилий астронавтов). Возраст лунных образцов был неодинаков. Базальты из района Базы Спокойствия имели возраст 3-4 млрд. лет, в то время как в грунте присутствовали частицы, которые могли образоваться 4,6 млрд. лет назад. Это указывало на то, что поверхность Луны была сформирована более чем одним катастрофическим событием. Пробы, взятые с глубины, показали, что когда-то этот грунт находился на поверхности. При этом изучение изотопов, образовавшихся в результате бомбардировки космическими лучами, выявило, что образцы, привезённые астронавтами, находились на или в непосредственной близости от поверхности Луны, как минимум, в течение последних 10 млн. лет. Химический состав лунных базальтов оказался отличным от земных. В них было меньше летучих элементов (натрий), но гораздо больше титана. Удивительным для учёных оказалось почти полное отсутствие в лунных базальтах такого редкоземельного элемента, как европий. Поиски возможных следов жизни оказались безрезультатными. Углерод и некоторые его соединения были обнаружены, но никаких молекул, которые могли бы быть идентифицированы как произошедшие от живых организмов, найдено не было. Интенсивный поиск живых или ископаемых микроорганизмов не дал никаких результатов.
Таким образом, предварительные результаты изучения лунных пород, доставленных на Землю, поставили больше вопросов, чем дали ответов. Проблема происхождения Луны не была решена. Стало ясно, что поверхность Луны неоднородна по составу и возрасту и что необходимо добыть и изучить материал не из одного, а из нескольких разных районов.
Участники трёх последних экспедиций программы «Аполлон» наездили по Луне около 90 км, путешествуя на специальном лунном вездеходе
В мае 1961 года президент США Джон Ф. Кеннеди поставил перед страной небывалую задачу - осуществить к концу десятилетия высадку человека на Луне. 20 июля 1969 года этот дерзкий план был воплощён в жизнь. Итак, как проходили приготовления к этому событию и как проходил первый полёт человека на Луну .
Символический след подошвы астронавта на лунном грунте - свидетельство того, что нога человека, наконец, ступила на Луну
В середине ХХ века поставленная цель казалась совершенно недостижимой, ибо человечество делало лишь робкие шаги в космосе. Не прошло и месяца после полёта Юрия Гагарина, да и за плечами у НАСА (Национального агентства по аэронавтике и космическим исследованиям) был только 15-минутный суборбитальный полёт астронавта Алана Шепарда. Однако высадка на Луну стала для американцев делом национальной гордости. СССР опередил США, запустив в космос первый спутник и первого человека, поэтому в самый мрачный период «холодной войны» Джон Кеннеди решил «застолбить» Луну для Америки. Его решение положило начало крупномасштабной космической программе, а выполненные для проекта «Аполлон» передовые научно-технические разработки во многом придали современному миру его нынешний облик.
С первых же дней космической эры, открытой запуском советского спутника 1 октября 1957 года, Луна стала очевидной мишенью для беспилотных зондов. Первым её достиг в 1959 году советский зонд «Луна-2», разбившийся о лунную поверхность, но успевший отправить на Землю её фотоснимки. Месяц спустя «Луна-3» совершила облёт нашего ночного светила и впервые в истории сфотографировала его обратную сторону. СССР захватил явное лидерство в космической гонке, однако, взяв мощный разбег к поставленной цели, США начали постепенно сокращать отрыв.
В 1962 году до Луны добрался и американский «Рейнджер-IV», но к великой досаде учёных он не передал на Землю ожидаемой телевизионной картинки. Зато в 1964-1965 годах «Рейнджеры» VII, VIII и IX сделали свыше 17 тысяч фотоснимков, в том числе первые крупные планы лунной поверхности. В 1966 году СССР записал на свой счёт ещё один выдающийся успех, когда «Луна-9» впервые совершила мягкую посадку на Луне. Для Советского Союза экспедиция на Луну была не меньшим политическим козырем, чем для США, но если Америка открыто разрабатывала свои космические программы, то в СССР столь же напряжённая работа велась под покровом секретности. Все беспилотные зонды собирали информацию, необходимую для высадки человека. Следом за «Рейнджерами» последовала серия «Сервейоров», осуществлявших мягкие посадки и бравших пробы лунных пород. Этой же цели служили спутники серии «Лунар орбитер», оснащённые мощной фотоаппаратурой, которая позволила составить карту 95 % лунной поверхности и обследовать возможные точки прилунения.
Об экспедициях на Луну нечего было и думать без гигантского скачка в технологии пилотируемых полётов. Первые астронавты 1961 года были лишь пассажирами своих кораблей, летавших по простым суборбитальным траекториям. Со временем советская программа «Восток» и американская «Меркурий» начали ставить перед пилотами всё более сложные задачи, а позднее НАСА приступило к запуску двухместных кораблей серии «Джемини», постепенно увеличивая продолжительность полётов, в ходе которых астронавты осваивали науку космического пилотирования. Ведь для экспедиции на Луну потребуется экипаж из трёх человек, которому предстоит провести больше недели в космосе и корректировать курс с точностью до долей секунды. Более того, в тесном пространстве космических модулей вся начинка должна быть предельно компактной, в том числе и бортовые компьютеры, которые в те годы были громадными махинами, занимающими большие помещения.
Полёт на Луну был немыслим и без новой, гораздо более мощной ракеты-носителя. Выведение капсулы «Джемини» на околоземную орбиту требовало куда меньших затрат энергии, чем отправка «Аполлона» в путь длиной более 300 тыс. км. Поэтому, подвергнув основательной переделке конструкцию ракеты «Сатурн-I», НАСА создало могучий «Сатурн-V».
К началу 1967 года, после многих лет напряжённой работы программа «Аполлон» была, наконец, готова к старту, что убедительно показал успешный запуск «Аполлона-1» с помощью модифицированного «Сатурна-IB» («Сатурн-V» находился на стадии разработки). Однако именно в этот момент грянула беда. В ходе предстартовой тренировки в герметично закрытом командном модуле «Аполлона» вспыхнул пожар, мгновенно распространившийся в обогащённой кислородом атмосфере, и астронавты Гас Гриссом, Эд Уайт и Роджер Чаффи задохнулись в дыму. Предпринятое по следам аварии расследование и внесение в конструкцию командного отсека существенных изменений отсрочили программу больше чем на год. За это время СССР вполне мог захватить лидерство в «лунной» гонке, однако и там в апреле 1967 года произошёл трагический инцидент. Плановый полёт, предусматривавший стыковку двух кораблей на орбите, завершился гибелью космонавта Комарова, когда спускаемый аппарат «Союз-1» с большой скоростью врезался в землю.
В октябре 1968 года были возобновлены полёты по программе «Аполлон» с новой мощной ракетой-носителем и реконструированным командным отсеком. С целью его обкатки на околоземную орбиту был выведен «Аполлон-7», но ещё до его запуска НАСА взялось за подготовку нового космического «сюрприза», подстёгиваемое слухами о том, что СССР готовит пилотируемый облёт Луны.
Так выглядит с Луны восход Земли. Снимок сделан во время экспедиции «Аполлона-8». Лунный горизонт находится примерно в 570 км от корабля, а Земля - в 384 тыс. км
К счастью для НАСА, советский замысел так и не воплотился в жизнь, и в декабре 1968 года США достигли самого крупного на тот момент успеха. Корабль «Аполлон-8» с астронавтами Фрэнком Борманом, Джеймсом Лоуэллом и Уильямом Андерсом на борту долетел до Луны, совершил вокруг неё 10 витков и вернулся на Землю (что гораздо сложнее запланированного Советами простого облёта Луны). За 20 часов пребывания на окололунной орбите астронавты опробовали системы навигации и связи, предназначенные для использования при посадке на Луну. Спустя два месяца на околоземную орбиту вышел «Аполлон-9» с целью испытания модуля, которому предстояло доставить первых людей на лунную поверхность. В течение 6 часов лунный модуль летал отдельно от командного, после чего благополучно состыковался с ним. 13 марта 1969 года астронавты вернулись на Землю.
Вперёд, на Луну!
Через два с лишним месяца экипаж «Аполлона-10» провёл дальнейшие испытания лунного модуля - на сей раз на окололунной орбите. Астронавты Томас Стаффорд и Юджин Сернан снизились в нём до 15 км над лунной поверхностью, а Джон Янг тем временем оставался в командном модуле. Успех этой экспедиции убедительно подтвердил готовность НАСА к высадке первых людей на Луну.
Экипаж «Аполлона-11» (слева направо): Нил Армстронг, Майкл Коллинз и Эдвин «Баз» Олдрин. 16 июля 1969 года они отправились в исторический полёт с Земли на Луну
Утром 16 июля 1969 года с космодрома на мысе Канаверал, штат Флорида стартовала трёхступенчатая ракета-носитель «Сатурн-V», которая вывела в космос корабль «Аполлон-11» с тремя астронавтами на борту. Это были Нил Армстронг, Эдвин Олдрин и Майкл Коллинз. Общая длина ракеты и корабля составляла 111 м, а стартовый вес - почти 3000 тонн. Ежесекундно сжигая 15 т топлива и сжиженного кислорода, мощные двигатели первой ступени развили скорость 10 000 км/час и за 2,5 минуты подняли ракету на высоту 65 км над Землёй. После этого первая ступень была отстрелена, и заработали двигатели второй ступени. Через 9 минут после старта она тоже выполнила свою задачу, подняв корабль на высоту 185 км и увеличив скорость до 25 000 км/час. Наконец, после отделения второй ступени включились двигатели третьей.
Орбита ожидания
1. Выход на околоземную орбиту. 2. Старт с околоземной орбиты. 3. Перестыковка команджного и лунного модулей. 4. Окололунная орбита. 5. Посадка лунного модуля. 6. Обратный путь. 7. Приводнение
За каких-нибудь 3 минуты корабль набрал скорость 28 000 км/час, достаточную, чтобы остаться на почти круговой околоземной орбите ожидания. После выключения двигателей третьей ступени экипаж выполнил штатные проверки систем корабля и начал готовиться к трёхдневному полёту к Луне длиной 384 тыс. км.
Повторно включенные на пять с половиной минут двигатели третьей ступени вырвали корабль из объятий земной гравитации, и он взял курс на Луну с начальной скоростью свыше 39 тыс. км/час. Теперь пришло время подготовки трёх модулей (командного, двигательного и лунного), из которых состоял «Аполлон-11», к выходу на окололунную орбиту.
Модули «Аполлона»
Так выглядела связка командного и двигательного отсеков «Аполлона» с борта лунного модуля на пути к Луне
В коническом командном модуле находилась панель управления и жилые отсеки. Командный модуль составлял единую связку с цилиндрическим двигательным отсеком, в котором помимо маршевой двигательной установки находились двигатели системы ориентации и система электропитания.
Лунный модуль, в котором астронавты «Аполлона» совершили посадку на Луне. Он был снабжён двумя ракетными двигателями - одним для спуска, другим для возвращения на орбиту
Наконец, непосредственно к третьей ступени «Сатурна» крепился лунный модуль, в котором астронавты совершили посадку на поверхность Луны.
Посадка на Луне
Отделившись от «Сатурна», основной блок из командного и двигательного модулей совершил разворот и вершиной к вершине состыковался с лунным модулем. После этого связка основного блока и лунного модуля отделилась от третьей ступени «Сатурна», которая к тому времени выполнила свою задачу. Необходимые корректировки курса выполнялись с помощью малых маневровых двигателей, однако маршевый двигатель не включался, и под воздействием земной гравитации космический корабль постепенно замедлял ход. В 48 тыс. км от Луны скорость «Аполлона-11» лишь немногим превышала 3000 км/час, но здесь уже вступили в действие силы лунного притяжения, и корабль снова начал ускоряться. Для торможения и перевода корабля на окололунную орбиту был включен маршевый двигатель, который теперь находился в носовой части связки.
Через иллюминаторы командного модуля астронавты «Аполлона-11» наблюдали лунную поверхность с высоты 100 км, сосредоточив всё внимание на предполагаемом месте посадки в Море Спокойствия - обширной лунной равнине, получившей своё название несколько веков назад, когда учёные верили в существование лунных морей. На другой день Армстронг и Олдрин перешли в лунный модуль, получивший позывной «Орёл». Коллинз остался в командном отсеке, а лунный модуль отделился и начал пологий спуск к поверхности Луны, пользуясь двигателем посадочной ступени для торможения и корректировки курса. В этот момент весь мир затаил дыхание. Наконец, астронавты подыскали ровную площадку, на минуту зависли над ней в полуторах метрах и совершили посадку на покрытую вековой пылью поверхность Луны, о чём Армстронг доложил в ЦУП на Земле: «Говорит дно Моря Спокойствия. «Орёл» совершил посадку». Это поистине историческое событие свершилось 20 июля 1969 года в 20:18 по Гринвичу .
Кульминационным моментом экспедиции стал момент, когда Нил Армстронг спустился по трапу на лунную поверхность . Ступив на тёмно-серый грунт, он сказал: «Для одного человека - это маленький шаг, но для всего человечества - гигантский скачок вперёд» .
На Луне
Астронавт Эдвин Олдрин спускается с лунного модуля «Аполлон-11» на поверхность Луны. Снимок сделал первый человек, ступивший на Луну - Нил Армстронг
Следом за Армстронгом ступил на Луну Эдвин Олдрин, и передвигаться в условиях низкой гравитации оказалось очень легко, даже несмотря на громоздкие скафандры. Первым делом астронавты установили американский флаг, натянутый на жёсткий каркас, чтобы ткань не обвисала в полном безветрии безвоздушного пространства.
Это эпохальное событие находилось в центре внимания всей мировой прессы, а телерепортажи, пересылаемые на Землю маленькой телекамерой лунного модуля, с огромным интересом наблюдали зрители многих стран.
Гигантский лунный кратер. Снимок сделан в ходе первой экспедиции на Луну «Аполлона-11» . На заднем плане виден лунный вездеход, которым пользовались первопроходцы
Прежде чем вернуться в лунный модуль, астронавты провели ряд научных экспериментов и собрали около 20 кг образцов лунной породы.
Наступил критический момент всей экспедиции - старт с Луны. Ведь в случае отказа стартового двигателя лунного модуля люди бы навсегда остались на Луне без малейших шансов на спасение. Однако в этой и всех последующих экспедициях стартовый двигатель срабатывал безупречно.
Путь домой
Для взлёта с лунной поверхности спусковой двигатель был отделён от модуля и послужил ей стартовой платформой, которой суждено было остаться на Луне. Включив стартовый двигатель, астронавты вышли сначала на низкую окололунную орбиту, а затем на орбиту с командным модулем. Несколькими импульсами маневровых двигателей Майкл Коллинз приблизился к лунному модулю, занял удобную позицию для стыковки, и, состыковав оба модуля, первые лунопроходцы присоединились к своему коллеге. С собой они взяли собранные образцы лунного грунта и аппаратуру, которую надлежало вернуть на Землю. Затем они расстыковались с лунным модулем и включили маршевый двигатель, который должен был доставить их на Землю. Перед входом в земную атмосферу астронавты отделили двигательный отсек, а командный модуль развернули кормой вперёд, чтобы усилить торможение путём трения об атмосферу. На высоте около 7 км раскрылись малые тормозные парашюты, а в 3 км от поверхности - главные парашюты.
Под приводнившуюся капсулу с астронавтами был подведён надувной понтон, чтобы не дать ей утонуть
Вскоре командный модуль благополучно приводнился в Тихом океане, а экипаж вылетел на базу, где его ожидала триумфальная встреча. 24 июля астронавты вернулись на родину, проведя в полёте 8 суток. По выражению президента Никсона, это была «величайшая неделя в истории человечества со времени сотворения мира».
Последующие экспедиции
Корабль «Аполлон-12» завис над ракетой-носителем «Сатурн-V». На его днище видно шасси лунного модуля
Серия полётов на Луну по программе «Аполлон» завершилась в декабре 1972 года. К тому времени там побывали 12 астронавтов, причём некоторые не только ходили, но и ездили по Луне. Участники каждой экспедиции проводили на Луне всё больше времени. Вторую высадку осуществил экипаж «Аполлона-12» в ноябре 1969 года, прилунившийся в Океане Бурь неподалёку от того места, где в 1967 году совершил посадку «Сервейор-3». Астронавты Чарльз Конрад и Алан Бин привезли на Землю некоторые узлы этого зонда, и учёные получили возможность узнать, как вели себя различные материалы в условиях открытого космоса.
Полёт «Аполлона-13» во многом оправдал суеверия, связанные с «несчастливым числом». По пути на Луну в апреле 1970 года из-за дефекта в системе электропитания взорвался кислородный бак в двигательном отсеке. Осознав, что основной бак вскоре потеряет весь кислород и энергию, экипаж Джима Лоуэлла был вынужден перейти в лунный модуль «Аквериэс» (Водолей). В нём был достаточный запас воздуха для полёта, но на сей раз начались сбои в системе воздушных фильтров, и астронавтам пришлось заменять их несовместимыми фильтрами из командного модуля. Борясь за живучесть корабля, они сожгли слишком много топлива даже для того, чтобы просто развернуться и полететь обратно. Вместо этого им пришлось выполнить опасный манёвр - облететь вокруг Луны, а затем без помощи бортовых компьютеров включить маршевый двигатель лунного модуля, чтобы взять курс на Землю. И всё же, несмотря на все трудности, астронавты живыми и невредимыми вернулись домой, где их встречали, как национальных героев.
Старт «Аполлона-14». Экспедиция длилась 9 дней
В начале 1971 года после генеральной проверки всех систем стартовал «Аполлон-14», доставивший на Луну очередной экипаж астронавтов. В этой экспедиции был впервые применён модульный транспортёр оборудования - грузовая двухколёсная тележка.
Куда более смелые цели преследовала предпринятая в середине 1971 года экспедиция «Аполлона-15», оснащённая лунным вездеходом на электрических батареях, который позволял астронавтам совершать дальние поездки для сбора образцов лунных пород. Позднее таким же луноходом пользовались ещё две экспедиции - «Аполлон-16» (апрель 1972 года) и «Аполлон-17» (декабрь 1972 года).
Старт «Аполлона-17». Это был единственный ночной старт за всю лунную программу «Аполлон»
Поначалу программа «Аполлон» предусматривала ещё два полёта на Луну, но ослабление общественного интереса и урезание бюджета привело к её преждевременному закрытию. Последние полёты совершались уже по прикладной программе «Скайлэб» - в 1973 году ракета «Сатурн-V» вывела на околоземную орбиту первую американскую космическую станцию, а в 1975 состоялся первый совместный полёт кораблей «Аполлон-18» и «Союз-19», стыковка которых на орбите стала символом политической разрядки.
За годы, прошедшие после завершения программы «Аполлон», освоение космоса пошло другими путями, включая полёты кораблей многоразового использования, создание сложнейших роботов-зондов для изучения далёких планет и крупных орбитальных станций. От пилотируемых полётов к другим планетам пришлось отказаться из-за их непомерной дороговизны и бюджетных ограничений. И всё же когда-нибудь мы непременно вернёмся на Луну, чтобы на сей раз остаться там надолго. В 1992 году НАСА отправило на Луну первый за последние 20 лет зонд «Клементайн», оснащённый куда более сложной аппаратурой, чем «Аполлон». В ходе детального обследования спутника Земли он вёл и поиск полезных ископаемых, которые, по-видимому, станут главным коммерческим обоснованием возвращения человека на Луну. Этот же зонд уловил сигналы, свидетельствующие о наличии льда в укрытом вечной тенью кратере близ лунного южного полюса. А если на Луне есть вода, то её колонизация пойдёт гораздо легче.
Хотя «лунная гонка», как и все полёты по программе «Аполлон», были поставлены на службу политическим целям, они, тем не менее, остаются выдающимся достижением научно-технической мысли.