Аполлон 6
Второй испытательный полет ракеты Apollo Saturn V

Аполлон 6
Запуск корабля «Аполлон-6» (его можно узнать по окрашенному в белый цвет служебному модулю), вид с вершины стартовой башни.
Тип миссииБеспилотный полет космического корабля на околоземной орбите ( A )
ОператорНАСА
ИДЕНТИФИКАТОР КОСПАР1968-025А
Номер SATCAT3170
Продолжительность миссии9 часов 57 минут 20 секунд
Завершенные орбиты3
Свойства космического корабля
Космический корабль
ПроизводительСевероамериканский Роквелл
Стартовая масса
  • Всего: 36 930 кг (81 420 фунтов)
  • CSM: 25 140 кг (55 420 фунтов)
Начало миссии
Дата запуска4 апреля 1968 г., 12:00:01  UTC ( 1968-04-04UTC12:00:01Z )
РакетаСатурн V SA-502
Стартовая площадкаКеннеди LC-39A
Конец миссии
ВосстановленоАвианосец  «Окинава»
Дата приземления4 апреля 1968 г., 21:57:21  UTC ( 1968-04-04UTC21:57:22Z )
Место посадки27°40′с.ш. 157°55′з.д. / 27,667°с.ш. 157,917°з.д. / 27,667; -157,917 (приводнение Аполлона-6)

Apollo 6 (4 апреля 1968 г.), также известный как AS-502 , был третьим и последним беспилотным полетом в программе США « Аполлон» и вторым испытанием ракеты-носителя Saturn V. Он квалифицировал Saturn V для использования в пилотируемых миссиях и использовался, начиная с Apollo 8 в декабре 1968 г.

Apollo 6 был предназначен для демонстрации способности третьей ступени Saturn V, S-IVB , перемещать себя и космический корабль Apollo на лунные расстояния. Его компоненты начали прибывать в Космический центр Кеннеди в начале 1967 года. Испытания проходили медленно, часто задерживаясь испытаниями Saturn V, предназначенного для Apollo 4 — первого запуска Saturn V. После этой беспилотной миссии, запущенной в ноябре 1967 года, задержек было меньше, но их было достаточно, чтобы полет был отложен с марта на апрель 1968 года.

План полета предусматривал, после транслунного введения , прямое прерывание возвращения с использованием основного двигателя служебного модуля с общим временем полета около 10 часов, но вибрации повредили некоторые двигатели Rocketdyne J-2 на второй и третьей ступенях, разорвав внутренние топливные магистрали, что привело к преждевременному отключению двигателя второй ступени. Дополнительный двигатель второй ступени также преждевременно отключился из-за перекрестного соединения с двигателем, который отключился. Бортовая система наведения корабля компенсировала это, дольше сжигая вторую и третью ступени, хотя полученная в результате парковочная орбита была более эллиптической, чем планировалось. Поврежденный двигатель третьей ступени не перезапустился для транслунного введения. Диспетчеры решили повторить профиль полета предыдущего испытания Apollo 4, достигнув высокой орбиты и высокоскоростного возвращения. Несмотря на отказы двигателей, полет дал NASA достаточно уверенности, чтобы использовать Saturn V для пилотируемых запусков; потенциальный третий беспилотный полет был отменен.

Цели

Apollo 6, второй испытательный полет ракеты -носителя Saturn V , был предназначен для отправки командно-сервисного модуля (CSM) и лунного испытательного изделия (LTA), имитирующего лунный модуль (LM) с установленными датчиками структурной вибрации, на транслунную траекторию , с ускорением с орбиты до транслунной скорости, обеспечиваемым третьей ступенью Saturn V, S-IVB . Эта траектория, хотя и проходит за пределами орбиты Луны, не столкнется с ней. CSM должен был отделиться от S-IVB вскоре после включения, а затем двигатель SM должен был включиться, чтобы замедлить корабль, снизив его апогей до 22 204 километров (11 989 морских миль) и заставив CSM вернуться на Землю, имитируя прерывание «прямого возврата». На обратном пути двигатель должен был включиться еще раз, чтобы разогнать корабль и имитировать условия, с которыми столкнется космический корабль Apollo при возвращении с Луны, с углом входа в атмосферу −6,5 градусов и скоростью 11 100 метров в секунду (36 500 футов/с). Вся миссия должна была длиться около 10 часов. [1] [2] [3]

Целью миссии было проверить способность ракеты-носителя Saturn V отправить весь космический корабль Apollo на Луну — в частности, проверить нагрузки на LM и режимы вибрации всего Saturn V с почти полной загрузкой. [4] Поскольку космический корабль был квалифицирован для пилотируемого полета через миссию Apollo 4 (первый полет Saturn V), основное внимание уделялось полной квалификации ракеты-носителя. Номинальное завершение запланированных мероприятий миссии путем достижения начальной парковочной орбиты и перезапуск S-IVB для продвижения космического корабля на запланированное расстояние за пределы орбиты Луны было сочтено достаточным для выполнения основных задач Apollo 6. [5]

Оборудование

Испытательный образец лунного модуля (ЛТА-2Р) перемещается для стыковки с адаптером космический корабль-ЛМ.

Ракета-носитель Apollo 6 была обозначена как AS-502, вторая способная к полету Saturn V. Ее полезная нагрузка включала CSM-020, CSM Block I, который имел некоторые модификации Block II. CSM Block I не имел возможности стыковки с лунным модулем, как Block II. [6] Среди модификаций CSM-020 был новый люк для экипажа, предназначенный для испытаний в условиях возвращения на Луну. [7] Этот новый люк заменил тот, который был осужден комиссией по расследованию Apollo 1 как слишком сложный для открытия в случае чрезвычайной ситуации, обстоятельства, которые способствовали гибели трех астронавтов во время пожара Apollo 1 27 января 1967 года. [8] Используемый командный модуль был CM-020; он нес программатор миссии и другое оборудование, позволяющее управлять им дистанционно. [9] [10]

Использованный служебный модуль был SM-014 — первоначально запланированный SM для Apollo 6, SM-020, использовался для Apollo 4 после того, как его SM, SM-017, был поврежден в результате взрыва и должен был быть списан. [10] CM-014 был недоступен для полета, поскольку он использовался для помощи в расследовании Apollo 1. [11] Не все системы SM были активированы для короткой миссии Apollo 6: радиаторы для отвода избыточного тепла из системы электропитания и системы контроля окружающей среды не были подключены. [12]

Кеннет С. Кляйнкнехт , менеджер командно-сервисного модуля в Центре пилотируемых космических полетов в Хьюстоне, был доволен CSM-020, когда он прибыл в Космический центр Кеннеди от компании-производителя North American Aviation , хотя он был расстроен тем, что он прибыл завернутым в легковоспламеняющийся майлар . В отличие от злополучного CSM Аполлона-1, который прибыл с сотнями нерешенных проблем, у CSM-020 было всего 23, в основном рутинные проблемы. [13]

Также на Аполлоне 6 был запущен лунный испытательный образец: имитатор лунного модуля, обозначенный как LTA-2R. Он включал в себя посадочную ступень летного типа без посадочного шасси, ее топливные баки были заполнены смесью воды и гликоля , а в баках окислителя — фреоном . Не имея систем полета, ее подъемная ступень была изготовлена ​​из балластированного алюминия и оснащена приборами для демонстрации вибрации, акустики и структурной целостности. LTA-2R оставался внутри адаптера космического корабля-лунного модуля, пронумерованного SLA-9, на протяжении всего полета. [14] [15]

Подготовка

Первая ступень S -IC прибыла на барже 13 марта 1967 года и была установлена ​​в здании сборки транспортных средств (VAB) четыре дня спустя; третья ступень S-IVB и компьютер приборного блока прибыли 17 марта. Вторая ступень S-II еще не была готова, поэтому гантелеобразная проставка, использовавшаяся при подготовке к Apollo 4 (у которого также был задержанный S-II), была заменена, чтобы испытания могли продолжаться. Проставка имела ту же высоту и массу, что и S-II, вместе со всеми электрическими соединениями. S-II прибыла 24 мая и была сложена и состыкована с ракетой 7 июля. [16]

Apollo 6 впервые использовала High Bay 3 VAB, и быстро обнаружилось, что ее системы кондиционирования воздуха были неадекватны. Для охлаждения оборудования и рабочих были доставлены переносные высокопроизводительные установки. В апреле были задержки, так как персонал и оборудование были заняты Apollo 4 и не были доступны для испытаний на Apollo 6. Вторая ступень S-II прибыла 25 мая и была установлена ​​в одном из нижних отсеков VAB, но работа над Apollo 6 продолжала сопровождаться задержками, многие из которых были вызваны работой над Apollo 4. Ракета была установлена ​​на Mobile Service Launcher 2, но работа над рычагами пусковой установки, которые должны были откидываться назад при запуске, продвигалась медленно. Также медленно прибывал и сам CSM; запланированное прибытие в конце сентября было отложено на два месяца. [16]

После запуска Apollo 4 9 ноября 1967 года темпы проекта Apollo 6 возросли, но оставалось много проблем с летным оборудованием. CSM был установлен на ракете-носителе 11 декабря 1967 года, а штабель космических аппаратов был вывезен на стартовый комплекс 39A 6 февраля 1968 года. [17] Вывоз был делом всего дня, и большая его часть проводилась под проливным дождем. Поскольку гусеничный транспортер должен был остановиться на два часа из-за отказа связи, транспортное средство не прибыло на стартовую площадку, пока не стемнело. Мобильную служебную конструкцию не могли переместить на стартовую площадку в течение двух дней из-за сильного ветра. [18] [16]

Тест готовности к полету завершился 8 марта 1968 года, и на обзоре, проведенном три дня спустя, Apollo 6 был одобрен для запуска при условии успешного завершения тестирования и некоторых действий, определенных на совещании. Запуск был назначен на 28 марта 1968 года, но был отложен на 1 апреля, а затем на 3 апреля из-за проблем с некоторым оборудованием системы наведения и заправкой. Демонстрационный тест обратного отсчета начался 24 марта; хотя он был завершен в течение недели, запуск пришлось отложить еще раз. 3 апреля начался последний обратный отсчет, а старт был запланирован на следующий день. [16] Все последующие проблемы были устранены во время встроенных задержек обратного отсчета и не задержали миссию. [7]

Полет

Запуск

Этот снимок запуска «Аполлона-6» был сделан с борта сопровождавшего его самолета.

Apollo 6 стартовал со стартового комплекса 39A в Космическом центре Кеннеди 4 апреля 1968 года в 7:00 утра (12:00 UT). В течение первых двух минут ракета-носитель Saturn V вела себя нормально. Затем, когда первая ступень S-IC Saturn V сгорела, колебания pogo сотрясли ракету. Изменения тяги привели к тому, что Saturn V испытал перегрузку ±0,6 g (5,9 м/с 2 ), хотя она была рассчитана только на максимальную перегрузку 0,25 g (2,5 м/с 2 ). Ракета не получила никаких повреждений, за исключением потери одной из панелей адаптера космического корабля-лунного модуля (SLA). [19]

Заместитель администратора НАСА по пилотируемым космическим полетам Джордж Мюллер объяснил причину на слушаниях в Конгрессе:

Pogo возникает в основном из-за колебаний тяги в двигателях. Это нормальные характеристики двигателей. Все двигатели имеют то, что можно назвать шумом на выходе, потому что сгорание не совсем равномерное, поэтому у вас есть эти колебания тяги первой ступени как нормальная характеристика всех двигателей.

Теперь, в свою очередь, двигатель питается через трубу, которая забирает топливо из баков и подает его в двигатель. Длина этой трубы примерно как органная труба, поэтому у нее есть своя собственная резонансная частота, и на самом деле оказывается, что она будет колебаться так же, как органная труба.

Структура транспортного средства во многом похожа на камертон, поэтому, если вы ударите по нему правильно, он будет колебаться вверх и вниз в продольном направлении. В грубом смысле это взаимодействие между различными частотами, которое заставляет транспортное средство колебаться. [20]

После того, как первая ступень была сброшена, вторая ступень S-II начала испытывать проблемы с двигателями J-2 . Двигатель номер два имел проблемы с производительностью с 225 секунд после старта, резко ухудшившись на T+319 секунде. На T+412 секунде приборный блок полностью выключил его, а через две секунды также выключился двигатель номер три. [2] Неисправность была во втором двигателе, но из-за перекрестного соединения проводов команда с приборного блока также выключила двигатель номер три, который работал нормально. [21] Приборный блок смог компенсировать это, и оставшиеся три двигателя работали на 58 секунд дольше, чем планировалось. Третья ступень S-IVB также должна была работать на 29 секунд дольше, чем обычно. S-IVB также испытал небольшую потерю производительности. [2]

Орбита

Из-за меньшего, чем номинальный, запуска CSM и S-IVB были выведены на парковочную орбиту 173,14 км (93,49 морских миль) на 360,10 км (194,44 морских миль) вместо запланированной круговой парковочной орбиты 190 км (100 морских миль). [2] Это отклонение от плана полета не помешало продолжению миссии. [22] Во время первой орбиты S-IVB маневрировал, изменяя свое положение по отношению к горизонту, чтобы квалифицировать методы, которые будущие астронавты могли бы использовать при отслеживании ориентиров. Затем, после стандартных двух орбит для оценки готовности корабля к транслунному выведению (TLI), S-IVB получил приказ перезапуститься, но не смог этого сделать. [23]

Приняв решение о заранее спланированной альтернативной миссии, [24] руководитель полета Клиффорд Э. Чарльзворт и его команда в Центре управления полетами решили использовать двигатель служебной двигательной системы (SPS) SM, чтобы поднять космический корабль на орбиту с высоким апогеем (точкой наибольшего расстояния от Земли) и низким перигеем , что привело бы к повторному входу в атмосферу, [3] как это было сделано в Apollo 4. Этот план позволил бы выполнить некоторые из целей миссии. Двигатель SPS работал 442 секунды, чтобы достичь запланированного апогея в 22 204 километра (11 989 морских миль). Однако теперь не было достаточно топлива, чтобы ускорить вход в атмосферу с помощью второго двигателя SPS, и космический корабль вошел в атмосферу только на скорости 10 000 метров в секунду (33 000 футов/с) вместо запланированных 11 000 метров в секунду (37 000 футов/с), которые имитировали бы возвращение на Луну. [25] Находясь на больших высотах, КМ смог передать данные о том, в какой степени будущие астронавты будут защищены от поясов Ван Аллена обшивкой космического корабля. [24]

Через десять часов после запуска CM приземлился в 80 километрах (43 морских мили) от запланированной точки приземления в северной части Тихого океана к северу от Гавайев и был поднят на борт USS  Okinawa . [25] SM был сброшен непосредственно перед достижением атмосферы и сгорел. [26] Орбита S-IVB постепенно снижалась, и он вновь вошел в атмосферу 26 апреля 1968 года. [27]

Последствия

На пресс-конференции после запуска директор программы Apollo Сэмюэл С. Филлипс сказал: «Нет никаких сомнений, что это не идеальная миссия», но выход ракеты-носителя на орбиту, несмотря на потерю двух двигателей, был «крупным незапланированным достижением». [20] Мюллер назвал Apollo 6 «хорошей работой во всех отношениях, превосходным запуском и, в целом, успешной миссией... и мы многому научились», но позже заявил, что Apollo 6 «придется определить как провал». [20]

Феномен пого, испытанный на первом этапе полета, был хорошо известен. Однако в NASA посчитали, что Saturn V был «расстроен», то есть не мог вибрировать на своих собственных частотах. Вскоре после полета Apollo 6 NASA и его подрядчики попытались устранить проблемы для будущих полетов, и около 1000 правительственных и промышленных инженеров работали над проблемой. Чтобы гасить колебания давления в двигателях F-1 и J-2, полости в клапанах, ведущих к ним, были заполнены гелием незадолго до взлета в качестве амортизатора. [20]

Командный модуль Apollo 6 на выставке в Научном центре Фернбанк в Атланте , штат Джорджия

Проблемы с S-II и S-IVB были связаны с двигателями J-2, которые присутствовали на обеих ступенях. Испытания показали, что топливные линии, ведущие к искровым воспламенителям, могли выйти из строя при низком атмосферном давлении или в вакууме. Топливные линии имели металлические сильфоны , чтобы допустить тепловое расширение. При наземных испытаниях холодное топливо, проходящее по топливным линиям, образовывало слой инея на линии LOX и жидкий воздух на линии LH 2 , гасящий любые вибрации. В вакууме космоса такой защиты не было: сильфоны быстро вибрировали и выходили из строя при пиковом расходе, вызывая прожиг топливных линий. Сильфоны были заменены жесткими изгибами, а линии усилены. [28] После Аполлона-6 инженеры НАСА обсуждали, следует ли настроить систему аварийного обнаружения космического корабля на автоматическое прерывание в случае чрезмерного pogo; против этого плана выступил директор по операциям летного экипажа Дик Слейтон . Вместо этого началась работа над «датчиком прерывания пого», который позволил бы экипажу летного экипажа решить, следует ли прерывать полет, но к августу 1968 года стало ясно, что с пого можно справиться и без такого датчика, и работа над ним была прекращена. [6] [28]

Проблема SLA была вызвана его сотовой структурой. Когда ракета ускорялась в атмосфере, ячейки расширялись из-за захваченного воздуха и воды, заставляя поверхность адаптера отрываться. В ответ инженеры просверлили небольшие отверстия в поверхности, чтобы позволить захваченным газам рассеяться, и поместили тонкий слой пробки на адаптер, чтобы помочь впитывать влагу. [29]

Усилия NASA были достаточны, чтобы удовлетворить сенатский комитет по аэронавтике и космическим наукам . В конце апреля комитет сообщил, что агентство быстро проанализировало и диагностировало отклонения от нормы Apollo 6 и предприняло корректирующие действия. [20] После детального анализа характеристик Saturn V и исправлений для будущих ракет-носителей инженеры Центра космических полетов имени Маршалла в Алабаме пришли к выводу, что третий беспилотный испытательный полет Saturn V был ненужен. Поэтому следующий Saturn V, который должен был полететь на Apollo 8 , должен был нести экипаж ( Apollo 7 , первая пилотируемая миссия Apollo, которая должна была полететь, должна была быть запущена Saturn IB ). [3] [30]

После миссии CM-020 был передан Смитсоновскому институту . [10] Командный модуль Apollo 6 экспонируется в Научном центре Фернбанка в Атланте , штат Джорджия . [31]

Камеры

Кадр из видеозаписи падения межступенчатой ​​ступени Аполлона-6 (НАСА)

На Saturn V было установлено несколько камер, которые должны были быть сброшены и впоследствии восстановлены. Три из четырех камер на борту S-IC не смогли сбросить камеру и были уничтожены, и только одна из двух камер на S-II была восстановлена. [32] Две из этих камер предназначались для съемки разделения S-IC/S-II, а две другие — для съемки бака с жидким кислородом; та, которая была восстановлена, засняла разделение. Неудача с выбросом была связана с недостаточным давлением азота в баллонах, которые должны были вызвать выброс. [21] Командный модуль оснащался кинокамерой, которая должна была активироваться во время запуска и во время входа в атмосферу. Поскольку миссия заняла примерно на десять минут больше запланированного, события входа в атмосферу не были сняты. [33]

70-мм фотокамера работала в КМ во время части миссии, направленная на Землю через люковое окно. [33] Охват включал части Соединенных Штатов, Атлантический океан, Африку и западную часть Тихого океана. Камера имела комбинацию пленки и фильтра, проникающих в дымку, с лучшим цветовым балансом и более высоким разрешением, чем фотографии, сделанные в предыдущих американских пилотируемых миссиях. [3] Они оказались превосходными для картографических, топографических и географических исследований. [25]

Общественное воздействие

Миссия «Аполлон-6» мало освещалась в прессе, в основном потому, что в тот же день, когда состоялся запуск, в Мемфисе был убит Мартин Лютер Кинг-младший , а президент Линдон Б. Джонсон всего за четыре дня до этого объявил, что не будет баллотироваться на переизбрание. [3] [34]

Смотрите также

Ссылки

  1. ↑ Пресс-кит, стр. 3.
  2. ^ abcd Отчет об оценке полета ракеты-носителя Saturn V - Миссия AS-502 Apollo 6 (PDF) . NASA. 25 июня 1968 г. MPR-SAT-FE-68-3 . Получено 7 июля 2013 г. .
  3. ^ abcde «Наследие Аполлона-6». НАСА . 4 апреля 2021 г. . Проверено 19 сентября 2021 г.
  4. ↑ Орлофф и Харланд 2006, стр. 204–206.
  5. ↑ Пресс-кит, стр. 1.
  6. ^ ab Orloff & Harland 2006, стр. 172.
  7. ^ ab Orloff & Harland 2006, стр. 151.
  8. ↑ Орлофф и Харланд 2006, стр. 112–115.
  9. ↑ Пресс-кит, стр. 15.
  10. ^ abc "Apollo/Skylab ASTP и основные конечные элементы орбитального корабля Shuttle" (PDF) . NASA . Март 1978. С. 15.
  11. ^ Эртель, Иван Д.; Ньюкирк, Роланд В.; и др. (1969–1978). «Часть 1 (H): Подготовка к полету, авария и расследование: 25 марта – 24 апреля 1967 г.». Космический корабль «Аполлон»: хронология. Том IV. Вашингтон, округ Колумбия: NASA . LCCN  69060008. OCLC  23818. NASA SP-4009. Архивировано из оригинала 5 февраля 2008 г. Получено 25 сентября 2021 г.
  12. ↑ Пресс-кит, стр. 16.
  13. ^ Брукс 1979, стр. 247–248.
  14. ↑ Пресс-кит, стр. 19.
  15. ^ "Apollo/Skylab ASTP и основные конечные элементы орбитального корабля Shuttle" (PDF) . NASA . Март 1978. С. 10.
  16. ^ abcd Бенсон, Чарльз Д.; Фаэрти, Уильям Барнаби (1978). «Apollo 6 — миссия «менее совершенная»». Moonport: история стартовых комплексов и операций Apollo. NASA. NASA SP-4204. Архивировано из оригинала 23 января 2008 г. Получено 3 ноября 2022 г.Гл. 20-2.
  17. ^ Орлофф и Харланд 2006, стр. 152.
  18. ^ Брукс 1979, стр. 247.
  19. ^ Брукс 1979, стр. 248.
  20. ^ abcde Бенсон, Чарльз Д.; Фаэрти, Уильям Барнаби (1978). «Два двигателя вышли из строя, но все еще работают». Moonport: История пусковых установок и операций Apollo. NASA. NASA SP-4204. Архивировано из оригинала 23 января 2008 г. Получено 27 сентября 2021 г.Гл. 20-3.
  21. ^ ab Orloff & Harland 2006, стр. 153.
  22. ^ Орлофф и Харланд 2006, стр. 154.
  23. ↑ Орлофф и Харланд 2006, стр. 354–356.
  24. ^ ab Orloff & Harland 2006, стр. 356.
  25. ^ abc Brooks 1979, стр. 249.
  26. ^ Орлофф и Харланд 2006, стр. 157.
  27. ^ Орлофф и Харланд 2006, стр. 156.
  28. ^ Брукс 1979, стр. 251–252.
  29. ^ Орлофф и Харланд 2006, стр. 158.
  30. ^ Орлофф и Харланд 2006, стр. 572.
  31. ^ Уильямс, Дэвид Р. «Аполлон: Где они сейчас?». Национальный центр космических научных данных . НАСА . Получено 7 июля 2013 г.
  32. ↑ Отчет о миссии, стр. 4-1.
  33. ^ ab Отчет о миссии, стр. 5-15–5-19.
  34. ^ Брукс 1979, стр. 250–252.

Источники

  • Пресс-кит «Аполлон-6». Вашингтон, округ Колумбия: НАСА. 1968.
  • Отчет о миссии «Аполлон-6». Хьюстон, Техас : НАСА . 1968.
  • Брукс, Кортни Г.; Гримвуд, Джеймс М.; Свенсон, Лойд С. младший (1979). Колесницы для Аполлона: История пилотируемых лунных космических аппаратов (PDF) . Серия «История НАСА». Вашингтон, округ Колумбия: Офис научной и технической информации, НАСА. LCCN  79001042. НАСА SP-4205.
  • Орлофф, Ричард В.; Харланд, Дэвид М. (2006). Apollo: The Definitive Sourcebook . Чичестер, Великобритания: Praxis Publishing Company. ISBN 978-0-387-30043-6.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Apollo_6&oldid=1246035535"