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

. На 20-ти юли 1969 година лунният модул “Ийгъл ” от задача “Аполо 11 ” с астронавти на борда Нийл Армстронг и Бъз Олдрин прави първото в историята на човечеството пилотирано кацане на лунната повърхнина. Но това велико достижение не идва внезапно, от нищото. Успехът на “Аполо 11 ” е проправен от 99 предходни тестови полета, от които единствено 19 са в границите на програмата “Аполо ”. Проведени са общо 15 полета към стратегия “Мъркюри ”, 19 към “Джемини ”, 7 към “Сървеър ”, 5 към “Лунар Орбитър ”, 6 към “Експлорър ”, 9 към “Рейнджър ”, 2 към “Проджект Файър ”, 2 към “Скаут ”, 7 към “Литъл Джоу ” и 8 към “Пайъниър ”.

Днес ще обърнем по-подробно внимание на предшестващите роботизирани стратегии – “Лунар Орбитър ” (10 август 1966 година – 31 януари 1968 г.) и “Сървеър ” (30 май 1966 година – 21 февруари 1968 г.). В рамките на “Лунар Орбитър ” са изстреляни пет орбитални апарата, които се трансформират в изкуствени спътници на Луната. Всичките тези пет задачи са благополучни. В рамките на “Сървеър ” са изпратени седем спускаеми апарата, от които пет реализират сполучливо меко прилуняване.

За да може НАСА въобще да се осмели да изпрати човек на Луната, условието е преди този момент да бъдат конструирани орбитални апарати, които да са в положение да снимат толкоз подробни фотоси, че да могат да се разграничат обособени обекти на лунната повърхнина с размер от към един метър. Това е нужно за подбирането на безвредни места за прилуняване. Целта е амбициозна, изключително за времена, когато не е имало цифрови фотоапарати, само че въпреки всичко е постижима.

През 1963 година НАСА се обръща към Боинг за основаването на апаратите “Лунар Орбитър ”. Ходът е самоуверен: до този миг компанията се е занимавала единствено със градежа на самолети и не е била включвана в огромна галактическа стратегия. Планът, който компанията предлага, е реален – ще се употребяват съществуващи технологии, които биха ускорили работата по “Лунар Орбитър ” и биха разрешили завършването на подбора тук-там за кацане в реален период, с цел да може да се извърши заръката на Кенеди и човек в действителност да стъпи на Луната до края на 60-те години.

Предложението на Боинг е да се употребява фотографска система, създадена от Кодак, която към този момент се е потвърдила във военните стратегии на Съединени американски щати. Системата работи на следния принцип: фотосите се снимат на кино лента, след което филмът се демонстрира на място в космоса, сканира се и фотографиите се изпращат към Земята по радиото. През 60-те и 70-те години сходни камери се използват и от галактическата стратегия на Съюз на съветските социалистически републики. В случая тези, внедрени на апаратите “Лунар Орбитър ”, имат два обектива. С помощта на единия се снимат изображения със междинна, а с другия – с висока разграничителна дарба. Това дава опция да се фотографира терен с огромна повърхност, като обособени елементи от него се снимат с подробни елементи.

Тази фотография на земния изгрев от Луната е снимана от “Лунър Орбитър 1 ” през 1966 година Благодарение на самодейността LOIRP фотографията е възпроизведена през 2008 година посредством наново сканиране на истинските ленти. Photo credit: NASA/LOIRP

Заснемането на лунната повърхнина не е единствената цел на “Лунар Орбитър ” – галактическите апарати извършват и няколко вторични задания. Едната е обвързвана с проучването на лунната топография, която в допълнение спомага за подбора тук-там за кацане. Другата задача съставлява изследване на метеороидните конфликти и тя предопределя какво ще е равнището на отбрана, належащо за скафандрите, инструментите и галактическия транспортен съд. Последната задача е измерването на радиационната конюнктура, с цел да се направи оценка какво количество радиация биха получили астронавтите, както до момента в който са в галактически транспортен съд, по този начин и до момента в който се разхождат отвън него на лунната повърхнина.

Снимка, получена от галактическия уред “Сървеър 1 ” по време на първия му ден от работата на лунната повърхнина. Photo credit: NASA

“Лунар Орбитър 1 ”, първият галактически уред от серията, излетява на 10 август 1966 година. Два казуса заплашват триумфа на задачата – първо аварира системата “Канопус ” за насочване по местоположението на звездите, по-късно апаратът прегрява. Ръководството на роботизираната експедиция се оправя сполучливо и с двата казуса – за навигация се употребява самата Луна като ориентир, а с смяната на наклона на апарата по отношение на слънцето се понижава и бордовата температура. Близо 92 часа след старта “Лунар Орбитър 1 ” навлиза в екваториална окололунна орбита. В интервала сред 18 и 29 август са снимани 197 фотоси със междинна и 42 с висока разграничителна дарба, като са обхванати над 5 милиона квадратни километра повърхност.

“Лунар Орбитър 2 ” и “Лунар Орбитър 3 ” изхвърчат надлежно на 6-ти ноември 1966 година и 5 февруари 1967 година Програмата им е същата като тази на “Лунар Орбитър 1 ”. Вече “Лунар Орбитър 4 ” и “Лунар Орбитър 5 ”, изпратени към Луната надлежно на 4-ти май и 1 август 1967 година, имат по-различни цели. Четвъртата задача следи доста по-широка повърхност, с цел да могат учените да обогатят познанието си за Луната, до момента в който петата задача прави фотоси на противоположната страна на Луната.

В хода на всичките пет задачи е картографирана 99% от повърхността на Луната – цялата забележима страна и 95% от противоположната страна. Получени са общо 3 062 фотоси.

Снимка на вадичка, издълбана в лунния грунт от спускаемия уред на НАСА “Сървеър 5 ”. Photo credit: NASA

На спускаемата роботизирана стратегия “Сървеър ” е даден ход през януари 1961 година, когато НАСА избира Хюз Еъркрафт за градежа на седем апарата с тегло до 340 кг. Целите на програмата са дефинирани по този начин:  “да се извърши меко кацане на Луната, да се проучва химичният състав както на лунната повърхнина, по този начин и на подповърхностните пластове, да се изпратят към Земята фотоси на отличителните белези на лунния терен ”.

За разлика от ранните руски задачи от серията “Луна ”, които правят следени твърди кацания, омекотяващи се от въздушни възглавници, американските апарати “Сървеър ” са първите в историята, които реализират истински меки кацания на Луната. Всеки един “Сървеър ” е висок 3 метра, основан е на алуминиева триъгълна рамка с маса 27 кг, като на всеки ъгъл на триъгълника има по едно краче, а в централната му област е ситуиран твърдогоривен спирачен ракетен мотор. Масата на двигателя съставлява 60% от масата на целия уред. Всеки един спускаем уред е снабден с доплерова система за премерване на скоростта, която непосредствено подава информация към бордовия компютър.

Снимка на околния пейзаж, снимана от “Сървеър 5 ”. Photo credit: NASA

НАСА съумява да реализира меко кацане на Луната още от първия опит – “Сървеър 1 ” се прилунява в региона на Океана на бурите на 2-ри юни 1966 година. Мисията реализира замайващ триумф – към Земята са предадени 11 240 фотоси на лунната повърхнина.

Втората задача “Сървеър 2 ” е за жалост несполучлива. Тя излетява на 21-ви септември 1966 година, само че един от трите мотора за промяна на курса в космоса не съумява да се възпламени по време на планувана 9.8-секундна маневра. Като резултат от това галактическият уред стартира да се върти неконтролируемо. Наземното управление прави 39 опита да рестартира мотора, само че без триумф. При опита за кацане “Сървеър 2 ” възпламенява спирачния си твърдогоривен мотор, само че 30 секунди по-късно контактът ненадейно прекъсва и спускаемият уред се разрушава наоколо до кратера Коперник.

“Сървеър 3 ” се прилунява благополучно като по знамение на 20-ти април 1967 година в Океана на бурите. Скалите на мястото на кацане объркват измерванията на радара и моторът се изключва по-рано от плануваната 4.3-метрова височина над повърхността. Като резултат “Сървеър 3 ” подскача два пъти – един път се издига на 10 метра, след това на 3 метра, след което апаратът най-сетне се открива на лунната повърхнина. В последна сметка задачата е сполучлива – апаратът изпраща 6 326 фотоси и за пръв път е извършено копаене на лунния грунт за да бъдат изучени механичните му свойства.

Компилация от изображения в границите на обща гледка. Снимките са снимани от “Сървеър 6 ”. Photo credit: NASA

Интересен факт: на 19-ти ноември 1969 година, на 182 метра от “Сървеър 3 ”, каца пилотираната задача “Аполо 12 ”. Астронавтите Пийт Конрад и Алан Бийн посещават спускаемия уред, демонтират камерата и пробивното му устройство и ги връщат назад на Земята, с цел да могат учените да схванат по какъв начин престоят от две и половина години на лунната повърхнина се е отразил върху хардуера.

“Сървеър 4 ” е последната несполучлива спускаема задача на НАСА. Две секунди преди запалването на спирачния мотор, контактът с апарата ненадейно прекъсва. Макар да не излиза наяве сигурно, евентуалната причина за загубата на задачата е детонация на мотора. Датата на рухване върху лунната повърхнина е 17 юли 1967 година, а останките от “Сървеър 4 ” лежат в региона на Централния залив.

Компилация от изображения в границите на обща гледка. Снимките са снимани от “Сървеър 7 ” и те демонстрират външния борд на кратера Тихо. Photo credit: NASA

“Сървеър 5 ” каца на Луната в региона на Морето на спокойствието на 11 септември 1967 година, като в последните минути от спускането екипът се бори с непредвиден теч на хелий, който за малко не проваля задачата. Благодарение на експертната интервенция на наземното управление, което овладява контрола върху “Сървеър 5 ”, прилуняването завършва наред. Получени са 18 006 фотоси на лунната повърхност в рамките на първия лунен ден, след което апаратът претърпява тежката лунна нощ (еквивалентна на две земни седмици) и през втория лунен ден са получени още към 1000 фотоси. А на 13-ти септември екипът възпламенява наново мотора за 0.55 секунди, с цел да се изследва въздействието на реактивната бликам върху грунта. Резултатът от процедурата е следният: не се е получил нов кратер, нито се е образувал значителен прахов облак.

“Сървеър 6 ” се прилунява меко на 10-ти ноември 1967 година в региона на Централния залив. Получени са 29 952 фотоси на лунната повърхнина. На 17-ти ноември екипът възпламенява трите дребни течногоривни двигателчета за надзор на ориентацията в продължение на 2.5 секунди. Така “Сървеър 6 ” се трансформира в първия уред в историята на космонавтиката, който наново излетява от повърхността на Луната след сполучливо кацане, след което още веднъж каца на към 2.5 метра от първичното си място.

Пейзаж на Луната, сниман от “Сървеър 7 ”. Photo credit: NASA

Тъй като всички апарати от серията “Сървеър ”, от 1 до 6, извършват поставените задания по подготовката за изпращането на човек на Луната, НАСА избира да употребява последния “Сървеър 7 ” напълно за проучвателен цели. Това е единствената задача, която каца в район, който е друг от евентуалните спускаеми райони за пилотираните кораби “Аполо ”. На 10-ти януари 1968 година “Сървеър 8 ” прави безпроблемно втурване върху външния борд на кратера Тихо. В хода на задачата са получени 21 274 изображения. Това е първата експедиция, която следи едва зарево наоколо до лунния небосвод след залеза на Слънцето. Днес откривателите смятат, че това е феномен, подбуден от електростатично издигащия се лунен прахуляк.

Петте сполучливи задачи “Сървеър ” изпращат към Земята общо над 87 000 фотоси от лунната повърхнина. Сумарното работно време, прекарано на Луната, е 17 месеца. Програмата потвърждава, че мекото кацане на естествения ни сателит е постижимо, както и че човешките уреди могат да работят на лунната повърхнина в продължение на дълго време гладко. Резултатите от благополучната безпилотна стратегия демонстрират решително, че на Луната могат да бъдат изпратени и хора.

За повече информация: НАСА [1], [2]