По случай 50-годишнината от първото стъпване на човек на Луната,

По случай 50-годишнината от първото стъпване на човек на Луната, която ще отбележим през юли, не преставам с поредицата от публикации за плана “Аполо ”. Целта на поредицата е читателите на КОСМОС БГ да научат вълнуващи детайлности по отношение на най-великото достижение в историята на човешката цивилизация – покоряването на естествения ни сателит. 

Прочетете първата публикация от поредицата: Как НАСА съумява да изпрати хора на Луната. Част 1: Навигационният компютър

Прочетете втората публикация от поредицата: Как НАСА съумява да изпрати хора на Луната. Част 2: Роботизираните прародители Лунар Орбитър и Сървеър

Прочетете третата публикация от поредицата: Как НАСА съумява да изпрати хора на Луната. Част 3: В търсене на най-хубавия вид.

В предходната статия от поредицата описах по какъв начин експертите от другите центрове на НАСА избират най-оптималния вид за пилотирано кацане на Луната. Нека да си напомним в резюме каква е историята: след продължителни разисквания и разногласия, през месец юни 1962-ра година американската галактическа организация най-сетне взeма своето решение. Лунната архитектура няма да е монолитна, няма да бъде изстрелвана от прекомерно огромната ракета “Нова ”, нито ще каца на Луната непосредствено. Тя също по този начин няма да бъде сглобявана на части в околоземна орбита. Избрана е концепцията за основаването на лунен модул, който ще би трябвало да се разкачва от кораба-майка и след това след приключването на задачата да се скачва наново с него, като всичко това ще се случва в окололунна орбита.

Сега, откакто решението е взето, остава да се стартира работа по градежа на самия лунен модул. В техническо отношение това се обрисува да е най-трудната задача. През 1962-ра година, когато човечеството занапред e почнало да изпраща хора в космоса, главните неща са ясни. Знае се по какъв начин да се изстреля пилотиран транспортен съд, известно е и по какъв начин да бъде върнат назад на Земята. Не съставлява изключително огромна компликация да бъде изработен корабът-майка на “Аполо ”. Той просто ще е по-голям вид на към този момент съществуващите галактически кораби.

Но основаването на лунен модул е задача от напълно друг порядък. Накратко казано, това е галактически транспортен съд, който ще работи единствено в изискванията на галактически вакуум, слаба гравитация и би трябвало да е в положение да каца на повърхността на Луната.

Ранен дизайн на лунния модул от 1963-та година, прочут под названието “Буболечката ”. Image credit: NASA

През втората половина на 1962-ра година НАСА прави своя избор коя ще е компанията, виновна за градежа на лунния модул: Груман Еъркрафт. Дизайнът е под управлението на Томас Кели. Отнема на Груман едвам две години, с цел да го приключи, след което през 1965-та година стартира същинското произвеждане. Реалните проблеми се появяват скоро по-късно, като компанията минава през голям брой спънки и отлагания. Но тъгите си костват. Лунният модул се оказва най-стабилният съставен елемент от архитектурата на “Аполо ”. Той в никакъв случай не се проваля на задача и даже по времето на злополуката на “Аполо 13 ” съумява да служи като избавителна лодка, с цел да може тричленният екипаж да се завърне на Земята.

По информация от  базисната конструкция на модула си остава една и съща по време на целия развой на дизайн: той е двустепенна машина, като първата степен има мотор с променлива управляема двигателна сила, а втората – мотор с закрепена двигателна сила. Като изключим тази основа, всичко останало се трансформира през двугодишния развой на планиране. Още през цялото време в Груман са образувани два екипа, които трябва да проучат каква би трябвало да бъде възвръщаемата горна степен. Единият екип се концентрира върху планиране на дребна кабина с инсталирана външно инсталация, до момента в който другият работи върху огромна кабина, при която по-голямата част от апаратурата е ситуирана вътре. Понеже лунният модул ще работи единствено в галактически условия, а не в атмосферни, екипът се усеща свободен да не му придава изящен външен тип. Крайният резултат е машина, която не наподобява по никакъв начин изящна – дори грозна.

Един от главните проблеми, по които се работи първоначално, е този за завръщането на астронавтите от повърхността на Луната към окололунната орбита. Двигателят на горната степен би трябвало да се възпламени до момента в който тя към момента е прикачена към долната, а долната степен би трябвало да играе ролята на стартова площадка. Някои инженери се тормозят, че разтърсването от запалването ще раздруса модула и той може да се преобърне. Още по-сериозно би било в случай че се наложи екипажът да приключи кацането при положение на проблем и незабавно да възпламени моторите на горната степен, с цел да се завърне. Това усилва нуждата от гориво. Изпитания на макети на лунния модул през 1964-та година успокояват тези терзания, само че същинското доказателство за надеждността на модула ще пристигна по-късно: по време на тестов галактически полет.

Друг проблем, който би трябвало да се позволи, е обвързван с прозорците. Накратко казано, астронавтите имат потребност от видимост, с цел да могат да управляват процедурата по кацане. Предпочитаният от Груман дизайн е кабината да е със сферична форма, сходно на тази на хеликоптер, с общо четири огромни прозореца, с цел да може екипажът да следи във всяка посока. Този вид обаче е изоставен, защото огромните прозорци основават нужда да се употребява дебело стъкло, като рамката към него би трябвало да е подсилена (съответно лунният модул би имал неприемливо огромна маса). Така компанията взема решение да се употребяват единствено два по-малки триъгълни прозореца, само че по какъв начин следователно може да се подсигури добра видимост? Ето така: кабината няма да е сферична, а цилиндрична, а прозорчетата са ориентирани по този начин, че да могат да разрешат съответна периферна видимост, както и видимост в посока надолу. Естествено, това основава нова компликация – сферичната форма е лесна за произвеждане, тъй като може да се завари релативно безпроблемно. При новата форма има ръбове, заради които изцяло заваряване би било мъчно. Затова през май 1964-та година компанията-производител Груман предлага хибриден метод – сериозните области ще бъдат заварени, само че там, където заваряването е невероятно, ще бъде приложено занитване.

По-късно, с цел да се пести маса, се взема решение да се отстранен седалките. Точно по този начин – по време на кацането на Луната астронавтите стоят прави. Тази концепция се оказва реалистична – натоварването при спускането към повърхността е единствено 1g, а все още на самото кацане достига до 5g, което не е проблем – човешките крайници са положителни шокови абсорбери.

Окончателен дизайн на кабината на лунния модул. Обърнете внимание на цилиндричната конструкция, двата триъгълни прозореца и изправените астронавти. Image credit: NASA

В края на 1964-та година процесът на дизайн завършва и през 1965-та година се пристъпва към производството на хардуера и тестванията. Оттук насетне наподобява, че остават единствено няколко стъпки, преди модулът да полети в космоса. Нищо не е по-далече от истината. В хода на производството са открити голям брой проблеми, които би трябвало да бъдат поправени. Дебютният безпилотен полет на лунния модул е плануван за април 1967-ма година, като би трябвало да се употребява ракетата “Сатурн 1 ”, която да вкара модула в околоземна орбита за първични галактически тествания. Модулът e доставен във Флорида чак на 27-ми юни 1967-ма година, като лишава четири месеца да бъде тестван и чак на 19-ти ноември 1967-ма е прикачен към ракетата-носител. Уж наподобява, че към този момент всичко е наред, когато по време на термомовакуумни тествания на различен модул в оборудванията на Груман, стъклата му се пръскат. Инженерите незабавно подменят прозорците с алуминиеви плочи, с цел да не бавят повече подготовката за старт. В края на краищата полетът на задачата, която става известна под названието “Аполо 5 ”, става факт на 22-ри януари 1968 година.

Слава Богу, всичките тествания в хода на “Аполо 5 ” завършват с триумф, тъй че НАСА се отхвърля да организира втора аналогична безпилотна задача. Това дава съществени очаквания, че организацията в действителност ще изпрати човек на Луната преди свършека на десетилетието.

Все отново остават някои терзания преди НАСА да утвърди модула за пилотирана експедиция. Едно от тях е във връзка със стабилността на мотора на горната степен. В основата на казуса лежи повреден горивен инжектор, създаден от компанията Бел. Макар че компанията твърди, че ще може да позволи казуса в период и моторът ще бъде нормализиран, НАСА подхваща радикална мярка – организацията наема друга компания, с цел да създаде различен инжектор. Това е Рокетдайн. Бел получава дребен пестник – въпреки че двигателят е конструиран от тази компания, окончателното решение е да се употребява новият инжектор на Рокетдайн, като цялостното сглобяване на мотора дружно с инжектора също би трябвало да се реализира от Рокетдайн! До месец юни 1968-ма тестванията вървят доста добре, като са извършени 53 качествени запалвания. Междувременно подсилването на прозорците протича по проект, като Корнинг Глас Уъркс основава най-здравите стъкла в историята на космонавтиката. Тестовете на устойчивостта на новите прозорци лишава време, само че в края на краищата са сполучливи.

До завършека на 1968-ма година работата по модула най-сетне привършва, с цел да може той да бъде изстрелян на дебютния си пилотиран полет в околоземна орбита. Това се случва по време на задачата “Аполо 9 ” през март 1969-та година. Оттук насетне стартира друга история…

Харесвате ли публикациите на КОСМОС БГ? Подкрепете блога в Patreon!