Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Аполлон 4 (также известный как AS-501 ) был первым испытательным полетом без экипажа ракеты-носителя " Сатурн V" , который использовался американской программой "Аполлон" для отправки первых астронавтов на Луну . Космический аппарат был собран в сборки летательных аппаратов , а также был первым будет запущен от стартового комплекса 39 в Космическом центре имени Джона Кеннеди на острове Мерритт, штат Флорида , объектов , построенных специально для Saturn V.

Аполлон-4 был комплексным испытанием, означающим, что все ступени ракеты и космические корабли были полностью функциональны во время начального полета, впервые для НАСА . Это был первый полет первой ступени S-IC и второй ступени S-II . Он также продемонстрировал первый рестарт в полете третьей ступени S-IVB . В миссии использовался командно-служебный модуль (CSM) блока I, модифицированный для тестирования нескольких ключевых версий блока II, включая его тепловой экран при моделировании скорости и угла возврата к Луне.

Первоначально планировавшийся на конец 1966 года, рейс был отложен до 9 ноября 1967 года, в основном из-за проблем с разработкой ступени S-II, с которыми столкнулась компания North American Aviation , производитель ступени. Задержка была также вызвана, в меньшей степени, многочисленными дефектами проводки, обнаруженными НАСА в космическом корабле Apollo, также построенном в Северной Америке.

Эта миссия была первым полетом Apollo после остановки, вызванной пожаром Apollo 1, в результате которого погиб первый экипаж Apollo. Он был первым, кто использовал официальную схему нумерации «Аполлон» НАСА, установленную в апреле 1967 года и получившую обозначение «Аполлон-4», потому что в 1966 году было три предыдущих полета «Аполлон / Сатурн» без экипажа с использованием ракеты-носителя Saturn IB .

Миссия длилась почти девять часов, приводнилась в Тихом океане , все цели миссии были достигнуты. НАСА сочло эту миссию полным успехом, потому что она доказала, что Сатурн V работает, что является важным шагом на пути к достижению цели программы Apollo по высадке астронавтов на Луну и их безопасному возвращению до конца десятилетия.

Цели [ править ]

AS-501 был первым полетом Saturn V. В то время это была самая большая ракета-носитель, когда-либо совершавшая полет. [4] Эта миссия была первой, в которой НАСА использовало комплексные испытания, решение, принятое еще в конце 1963 года. [5] Джордж Мюллер , глава Управления пилотируемых космических полетов НАСА в то время, был системным инженером. которые ранее работали над военными ракетными проектами. Он признал, что комплексные испытания были успешно использованы для быстрой разработки программы межконтинентальных баллистических ракет Minuteman ВВС , и подумал, что их можно использовать для выполнения графика Apollo. [6] Ранее, как команда Вернера фон Брауна в Центре космических полетов им. Маршалла и старый NACA Инженеры исследовательского центра Лэнгли тестировали новые ракеты, тестируя каждую ступень постепенно. [6] Программа испытаний Saturn V отошла от консервативного поэтапного подхода, ранее использовавшегося инженерами Маршалла и Лэнгли. [6] Он будет протестирован сразу, все ступени будут живы и полностью годны к полетам, включая командно-служебный модуль (CSM) Apollo. [5] Это решение резко упростило фазу испытательного полета программы, исключив четыре вылета, но требовало, чтобы все работало правильно с первого раза. [5]Руководители программы Apollo опасались всесторонних испытаний, но согласились с ними с некоторой неохотой, поскольку инкрементальные испытания компонентов неизбежно подтолкнули бы миссию по высадке на Луну к цели 1970 года. [7]

Эта миссия была первым запуском со стартового комплекса 39 Космического центра Кеннеди , специально построенного для Сатурна V. [8] Поскольку это было комплексное испытание, это был первый запуск первой ступени S-IC и второй ступени S-II. . Кроме того, это будет первый раз, когда третья ступень S-IVB будет перезапущена на орбиту, и первый раз, когда космический корабль Apollo войдет в атмосферу Земли со скоростью траектории возврата к Луне.

Полезной нагрузкой был CSM, серийный номер 017. [9] Это был проект Block I, предназначенный для тестирования систем, а не космический корабль Block II, предназначенный для использования с лунным модулем (LM) при фактических посадках на Луну. [9] Тем не менее, для сертификации было внесено несколько значительных модификаций Block II, поскольку ни один космический корабль Block II не будет летать без экипажа. [9] Модификации включали новое внешнее покрытие теплозащитного экрана CM; новый соединитель шлангокабеля CM-to-SM; перемещение ятаганских антенн VHF с CM на SM; новая Единая антенна S-диапазона ; и доработанный люк боевого отделения. [1]

Манекен LM, известный как изделие для испытаний лунного модуля , LTA-10R, перевозился в качестве балласта для имитации нагрузки LM на ракету-носитель. При весе 29 500 фунтов (13 400 кг) LTA-10R был немного легче, чем номинальный LM, использованный при первой посадке на Луну, который весил 33 278 фунтов (15 095 кг).

Сборка автомобиля [ править ]

Аполлон-4 на стартовой площадке, 8 ноября 1967 года.

Запуск AS-501 первоначально планировался на конец 1966 года, но из-за проблем с его разработкой был отложен на апрель 1967 года. Первой частью, доставленной в Космический центр Кеннеди, была третья ступень S-IVB , построенная Douglas Aircraft Company . Достаточно маленький, чтобы его можно было перевозить на специально построенном самолете « Беременная гуппи », построенном компанией Aero Spacelines, Inc. , он прибыл 14 августа 1966 года.

Остальные этапы были намного больше, и их приходилось преодолевать на баржах по Банановой реке . Первая очередь S-IC , построенная компанией Boeing , прибыла следующей 12 сентября из Мишуда, штат Луизиана .

Дополнительная задержка, вызванная North American Aviation [ править ]

Компания North American Aviation была подрядчиком как второй ступени S-II Saturn V, так и космического корабля с командно-служебным модулем Apollo . НАСА испытывало проблемы с графиком, стоимостью и качеством в Северной Америке по обеим программам, настолько серьезными, что директор программы Apollo Сэмюэл С. Филлипс отправил команду в Северную Америку в Калифорнию в ноябре и декабре 1965 года для расследования проблем и рекомендаций по их устранению. проблемы управления программой. Он опубликовал свои выводы в докладе своего руководителя , Джордж Мюллер . [10]

Сатурн V вторая стадия [ править ]

Было известно, что разработка S-II отставала от графика примерно на год, а первая готовая к полету ступень не была доставлена ​​в 1966 году. Тем временем сборка машины продолжалась с использованием вместо нее огромной проставки в форме катушки. чтобы получить больше опыта в процедуре суммирования третьего этапа. S-II прибыл только 21 января 1967 года, за шесть дней до рокового пожара космического корабля Аполлон-1, в результате которого погиб первый экипаж Аполлона. При осмотре в баке с жидким водородом обнаружены трещины. Они были отремонтированы, третья ступень и распорка были сняты, и 23 февраля сборка продолжилась с S-II. [11]

Космический корабль Аполлон [ править ]

CSM 017 прибыл из Северной Америки примерно за месяц до пожара Apollo 1, 24 декабря 1966 года. Он уже прошел проверку качества, но после пожара, уничтожившего его сестру CM 012, подвергся интенсивной проверке. которые обнаружили в общей сложности 1407 ошибок в космическом корабле. [11] Десятки случайно проложенных и снятых наугад проводов были короткими замыканиями, которые только и ждали своего часа. Менеджеры НАСА пришли, чтобы лично увидеть проблемы. Говорят, что проклятие проклял директор по пусковым операциям Рокко Петроне ; Менеджер офиса программы космических аппаратов Аполлона Джо Ши залился слезами; и Филлипс стоял в ошеломленном молчании. [12]

CSM был извлечен из штабеля 14 февраля 1967 года для ремонта, на который потребовалось еще четыре месяца, прежде чем он был готов к повторному стыковке с ракетой 20 июня. 26 августа вся ракета-носитель наконец выкатилась из корпуса. Здание сборки автомобилей [13] (VAB) - более чем через восемь месяцев после первоначально запланированной даты запуска.

Схема нумерации миссий [ править ]

AS-501 был первым полетом в соответствии с официальной схемой нумерации миссий Аполлона, утвержденной Мюллером 24 апреля 1967 года; неудавшийся первый полет с экипажем был задним числом обозначен как «Аполлон-1» в честь желаний вдов экипажа. Хотя три полета « Сатурна ИБ» без экипажа уже состоялись , только два из них содержали космический корабль «Аполлон» ( AS-203 нес только аэродинамический носовой обтекатель). Соответственно, Мюллер возобновил последовательность нумерации на Аполлоне 4. [14] [15]

Подготовка к запуску [ править ]

В сентябре начались стендовые испытания и подготовка к запуску корабля, в ходе которых возникло несколько проблем с загрузкой топлива и различными отказами оборудования. Это перенесло запуск в ноябрь, но дало ценные уроки, извлеченные из нового автомобиля. [16] К этому времени North American была приобретена Rockwell Standard Corporation , поэтому поддержка при запуске была первой, предоставляемой под новым названием North American Rockwell. 6 ноября обратный отсчет за 56 с половиной часов начался с загрузки пороха. Всего было отгружено 89 автопоездов LOX (жидкий кислород ), 28 автопоездов LH2 (жидкий водород ) и 27 вагонов РП-1.( керосин рафинированный ). На этот раз возникшие проблемы были небольшими и небольшими. [17]

Как и в случае с первым полетом « Сатурна I » шестью годами ранее, боязнь неудачного запуска на малой высоте и особенно взрыва подушки была высока. Несколько исследований НАСА было проведено для оценки этого сценария путем изучения предыдущих таких аварий (в частности, катастрофы Атлас-Кентавр в марте 1965 года ), но во всех таких случаях они включали ракеты-носители, размер и запас топлива которых был меньше половины Сатурна V. событие было бы катастрофой вне всяких масштабов ( советский Н-1катастрофа 1969 года, однако, дает представление о том, как это могло выглядеть). К счастью для всех, самая большая из когда-либо построенных ракет (по состоянию на 2020 год) никогда не имела катастрофических сбоев. НАСА определило, что 3 мили (5 км) будут безопасным расстоянием от стартовых площадок, и построило центр управления запуском и площадку для прессы на этом расстоянии, рядом со зданием сборки транспортных средств . [18] Американская телевизионная сеть CBS посчитала, что 3 мили слишком далеко для предполагаемого освещения, и потребовала, чтобы НАСА разрешило им быть близко к стартовой площадке. НАСА, получив снятие ответственности, разрешило им разместить свой студийный трейлер на милю ближе.

Полет [ править ]

Запуск произошел 9 ноября в 7:00 EST (12:00 UTC ). За восемь секунд до взлета пять двигателей F-1 загорелись, создав огромное количество шума по Космическому центру Кеннеди. Несмотря на то, что стартовые площадки на LC-39 были расположены более чем в трех милях от здания сборки автомобилей; звуковое давление было гораздо сильнее , чем ожидалось , и побои в VAB, центр управления пуском и нажмите здания. Плитка потолка упала вокруг репортера новостей Уолтера Кронкайта , освещавшего запуск CBS News в более близком месте. [19] Кронкайт и продюсер Джефф Гралниккладут руки на смотровое окно трейлера, чтобы остановить его сильные колебания. [20] Кронкайт позже признал, что был «поражен» мощью ракеты и эмоциями момента. Его описание в эфире было произнесено без его обычной уравновешенности и сдержанности, когда он кричал сквозь шум запуска в микрофон.

... наше здание здесь трясется. Наше здание трясется! Ой, это потрясающе, здание трясется! Это большое окно взрыва трясется! Держим руками! Посмотрите, как эта ракета летит в облака на высоте 3000 футов! ... вы можете это увидеть ... вы можете это увидеть ... ох, ужасный рев!

-  Уолтер Кронкайт, трансляция запуска Apollo 4 [21]

Запуск вывел S-IVB и CSM на почти круговую орбиту 100 морских миль (190 км), номинальную орбиту стоянки, которая будет использоваться в реальных лунных миссиях. После двух витков первое космическое возгорание S-IVB вывело космический корабль на эллиптическую орбиту с апогеем.9 297 морских миль (17 218 км) и перигей, умышленно нацеленный на 45,7 морских миль (84,6 км) ниже поверхности Земли; это обеспечит как высокоскоростной повторный вход командного модуля в атмосферу, так и разрушение после повторного входа S-IVB. Вскоре после этого возгорания CSM отделился от S-IVB и запустил двигатель своего служебного модуля, чтобы установить апогей на 9 769 морских миль (18 092 км) и перигей -40 морских миль (-74 км). После прохождения апогея двигатель служебного модуля снова заработал на 281 секунду, чтобы сменить орбиту на гиперболическую траекторию , увеличив скорость входа в атмосферу до 36 545 футов в секунду (11 139 м / с) на высоте 400 000 футов (120 км) и угол траектории полета –6,93 градуса, имитирующий возвращение с Луны. [1] [22]

КМ приземлился примерно в 8,6 морских миль (16 км) от целевой точки приземления к северо-западу от острова Мидуэй в северной части Тихого океана. Его спуск был виден с палубы главного спасательного корабля USS Bennington . После полета CM 017 был передан Смитсоновскому институту в январе 1969 года. [23] КМ был передан для публичного показа в Космическом центре Стенниса НАСА до начала 2012 года. КМ в настоящее время демонстрируется в Центре науки бесконечности в Перлингтоне, штат Миссисипи . [24]

Хронология [ править ]

Время событий от запуска до орбиты. [1]

Бортовые камеры [ править ]

Развитие Сатурна V [ править ]

Аполлон 4 S-IC – S-II сцена, верхняя камера
Аполлон 4 S-IC – S-II сцена, нижняя камера

Два кинокамер были установлены на упорной конструкции второй ступени S-II, для проверки правильной последовательности промежуточной. Подобные камеры были также установлены во втором полете Сатурна V, Аполлон-6 . Камеры работали с четырехкратной скоростью, чтобы показать события в замедленном темпе. [25] Капсулы камеры были сброшены вскоре после отделения первой ступени на высоте около 200 000 футов (61 км). [25] Затем они снова вошли в атмосферу и спрыгнули с парашютом в океан для восстановления. Обе камеры S-II с Apollo 4 были восстановлены, поэтому есть кадры с обеих сторон машины. [1]

В документальных фильмах часто используются кадры запуска «Сатурна V», а в одной из наиболее часто используемых частей показан переход между первым и вторым этапами. Эти кадры обычно ошибочно приписывают миссии Аполлона-11 , хотя на самом деле они были сняты во время полетов Аполлона-4 и Аполлона-6 . [25] Подборка оригинальных кадров НАСА показывает сброс первой ступени (S-IC) и промежуточную ступень, снятую снизу второй ступени (S-II), обе с Аполлона 4. [25] Это следует по кадрам отделения второй ступени S-IVB от первой ступени Saturn IB . Свечение, наблюдаемое на сброшенных ступенях, вызвано горячим, невидимым водородно-кислородным выхлопом J-2.двигатели, используемые на S-II и S-IVB. [25] На кадрах также видны наиболее заметные шлейфы двигателей с твердым незаполненным объемом, когда они отталкивают S-II от первой ступени перед запуском двигателей S-II.

Изображения Земли [ править ]

Полумесяц Земли, сделанный с Аполлона 4.

Командный модуль содержал автоматическую 70-миллиметровую пленочную камеру, которая снимала почти всю Землю. В течение двух часов и тринадцати минут, пока корабль приближался и проходил свой апогей , было сделано в общей сложности 755 цветных изображений через переднее окно командирского лоцмана (слева) на высотах от 7295 до 9769 морских миль ( От 13 510 до 18 092 км). Фотографии не имели достаточного разрешения для получения подробных научных данных, но по-прежнему представляли географический , картографический , метеорологический , океанографический , геологический и гидрологический интерес. [22]

Местоположение космического корабля [ править ]

Командный модуль демонстрируется в Научном центре INFINITY в Космическом центре НАСА имени Джона К. Стенниса в Перлингтоне, штат Миссисипи .

Ссылки [ править ]

 Эта статья включает материалы, являющиеся  общественным достоянием, с веб-сайтов или документы Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .

Цитаты [ править ]

  1. ^ a b c d e Отчет об оценке полета ракеты-носителя Saturn V - полет AS-501 Apollo 4 (PDF) . Центр космических полетов Джорджа К. Маршалла : НАСА . 15 января 1968 года. MPR-SAT-FE-68-1. Архивировано из оригинала (PDF) от 3 марта 2016 года . Проверено 8 июля 2013 года .
  2. ^ Орбита к посадочной траектории проходила бы ниже поверхности Земли, чтобы имитировать высокоэнергетическое возвращение на Луну.
  3. ^ Макдауэлл, Джонатан. «САТКАТ» . Космические страницы Джонатана . Проверено 23 марта 2014 года .
  4. Перейти ↑ Reynolds 2002 , pp. 81–82
  5. ^ a b c Кэдбери 2006 , стр. 274
  6. ^ a b c Мюррей и Кокс 1989 , стр. 156–162
  7. Перейти ↑ Neufeld 2007 , pp. 388–389, 400
  8. Перейти ↑ Reynolds 2002 , pp. 84–85
  9. ^ a b c Брукс 1979 , " Аполлон 4 и Сатурн V" , CH9-5
  10. ^ "НАСА Аполлон Миссия Аполлон-1 - Отчет Филлипса" . nasa.gov .
  11. ^ a b Бенсон и Фээрти 1978 , CH19-3
  12. ^ Гиблин, Келли А. (весна 1998 г.). « ' Пожар в кабине! ' » . Американское наследие изобретений и технологий . Издательство "Американское наследие". 13 (4). Архивировано из оригинального 20 ноября 2008 года . Проверено 23 марта 2011 года .
  13. ^ "VAB близится к завершению" . Офис программы истории НАСА . НАСА . Проверено 25 сентября 2014 года . Было сочтено, что новое имя будет легче охватывать будущие, а также текущие программы и не будет привязано к ракете-носителю Saturn.
  14. ^ Эртель, Иван Д .; Ньюкирк, Роланд У .; и другие. (1969–1978). «Часть 1 (H): Подготовка к полету, происшествие и расследование: с 16 марта по 5 апреля 1967 года» . Космический корабль «Аполлон»: хронология . IV . Вашингтон, округ Колумбия: НАСА . LCCN 69060008 . OCLC 23818 . НАСА SP-4009 . Проверено 3 марта 2011 года .  
  15. ^ "Аполлон 11 30-я годовщина: пилотируемые миссии Аполлона" . Управление истории НАСА. 1999. Архивировано 20 февраля 2011 года . Проверено 3 марта 2011 года .
  16. ^ Benson & Faherty 1978 , CH19-5
  17. ^ Benson & Faherty 1978 , CH19-6
  18. ^ Уилфорд, Джон Нобл (13 июля 2009 г.). «Под рукой для истории космоса, как шпагат сверхдержав» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 18 февраля 2021 года .
  19. Уилфорд, Джон Нобл (10 ноября 1967 г.). "Сатурн V отправляет Аполлон на орбиту в гладком тесте" (PDF) . Нью-Йорк Таймс . Проверено 22 февраля 2021 года .
  20. ^ Бринкли 2012
  21. ^ "Запуск Аполлона 4" на YouTube
  22. ^ a b Дорнбах, Джон Э. (февраль 1968 г.). Анализ фотографий Земли с миссии Apollo AS-501 (PDF) . Хьюстон, Техас: Центр пилотируемых космических аппаратов , НАСА. НАСА TM X-58015 . Проверено 8 июля 2013 года .
  23. ^ "Командный модуль, Аполлон 4" . airandspace.si.edu . Проверено 19 июля 2020 года .
  24. ^ Перлман, Роберт З. (31 октября 2017). «Капсула Аполлона-4 с первого запуска Сатурна V на Землю в Центре науки бесконечности» . www.space.com . Проверено 19 июля 2020 года .
  25. ^ a b c d e "Сатурн V постановка (Аполлон 4)" на YouTube

Библиография [ править ]

Книги [ править ]

  • Бенсон, Чарльз Д .; Фээрти, Уильям Барнаби (1978). Moonport: История стартовых средств и операций Apollo . Серия истории НАСА. Вашингтон, округ Колумбия: Управление научно-технической информации НАСА . LCCN  77029118 . НАСА SP-4204 . Проверено 8 июля 2013 года .
  • Бильштейн, Роджер Э. (1996). Этапы к Сатурну: технологическая история ракет-носителей "Аполлон / Сатурн" . Серия истории НАСА. Вашингтон, округ Колумбия: Управление истории НАСА, НАСА. ISBN 978-0-16-048909-9. LCCN  97149850 . НАСА SP-4206 . Проверено 8 июля 2013 года .
  • Брукс, Кортни Дж .; Гримвуд, Джеймс М .; Свенсон, Лойд С., младший (1979). Колесницы для Аполлона: История пилотируемых лунных космических кораблей . Серия истории НАСА. Вашингтон, округ Колумбия: Управление научно-технической информации НАСА. LCCN  79001042 . НАСА SP-4205 . Проверено 8 июля 2013 года .
  • Бринкли, Дуглас (2012). Кронкайт . Нью-Йорк: HarperCollins . ISBN 978-0-06-137426-5. LCCN  2011051467 .
  • Кэдбери, Дебора (2006). Космическая гонка: эпическая битва между Америкой и Советским Союзом за господство в космосе . Нью-Йорк: HarperCollins. ISBN 978-0-06-084553-7. LCCN  2005052693 .
  • Хансен, Джеймс Р. (2005). Первый человек: жизнь Нила А. Армстронга . Нью-Йорк: Саймон и Шустер . ISBN 978-0-7432-5631-5. LCCN  2005049992 .
  • Мюррей, Чарльз А .; Кокс, Кэтрин Блай Кокс (1989). Аполлон: Гонка на Луну (1-е изд. Пробного камня). Нью-Йорк: Саймон и Шустер. ISBN 978-0-671-70625-8. LCCN  89006333 .
  • Нойфельд, Майкл Дж. (2007). Фон Браун: мечтатель о космосе, военный инженер . Нью-Йорк: Альфред А. Кнопф . ISBN 978-0-307-26292-9. LCCN  2007005711 .
  • Рейнольдс, Дэвид Уэст (2002). Аполлон: Эпическое путешествие на Луну (1-е изд.). Нью-Йорк: Харкорт . ISBN 0-15-100964-3. LCCN  2001051930 .
  • Уорд, Боб (2005). Доктор Спейс: Жизнь Вернера фон Брауна . Предисловие Джона Гленна . Аннаполис, Мэриленд: Издательство военно-морского института . ISBN 978-1-591-14926-2. LCCN  2005002561 .

Сайты [ править ]

  • Вудс, У. Дэвид; MacTaggart, Kenneth D .; О'Брайен, Фрэнк. «Аполлон-11, день 1, часть 1: Запуск» . Журнал полетов Аполлона . Вашингтон, округ Колумбия: НАСА. Архивировано из оригинала на 8 июля 2013 года . Проверено 8 июля 2013 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • "Аполлон-4" в Национальном центре данных космических исследований НАСА
  • Космический центр Джона К. Стенниса
  • "Миссия Аполлона-4" на YouTube - образовательный документальный фильм НАСА 1967 года
  • "Отладка живого Сатурна V" , Бреннан Мур.