Аполлон 6

Аполлон 6

Запуск Apollo 6 (идентифицируемого по выкрашенному в белый цвет служебному модулю), вид с вершины стартовой башни
Тип миссии	Беспилотный околоземный орбитальный полет CSM ( A )
Оператор	НАСА
COSPAR ID	1968-025A
SATCAT нет.	3170
Продолжительность миссии	9 часов 57 минут 20 секунд
Завершенные орбиты	3
Свойства космического корабля
Космический корабль	Аполлон CSM -020 Аполлон LTA-2R
Производитель	Североамериканский Роквелл
Стартовая масса	Итого: 36930 кг (81420 фунтов) CSM: 25 140 кг (55 420 фунтов)
Начало миссии
Дата запуска	4 апреля 1968 г., 12:00:01  UTC ( 1968-04-04UTC12: 00: 01Z )
Ракета	Сатурн V SA-502
Запустить сайт	Кеннеди LC-39A
Конец миссии
Восстановлено	USS  Okinawa
Дата посадки	4 апреля 1968 г., 21:57:21  UTC ( 1968-04-04UTC21: 57: 22Z )
Посадочная площадка	27 ° 40'N 157 ° 55'W / 27,667 ° с. Ш. 157,917 ° з. / 27,667; -157,917 ( Приводнение Аполлона-6 )
Параметры орбиты
Справочная система	Геоцентрический
Режим	Сильноэллиптическая орбита
Высота перигея	32 км (17 миль)
Высота апогея	22,533 км (12,167 миль)
Наклон	32,6 градуса
Период	389,3 мин.
Эпоха	4 апреля 1968 г. [1]
Программа Аполлон ←  Аполлон 5 Аполлон-7  →

Аполлон-6 (также известный как AS-502 ), запущенный 4 апреля 1968 года, был второй миссией А-типа в рамках американской программы «Аполлон» , испытанием без экипажа ракеты-носителя Сатурн V. Это также была последняя испытательная миссия Аполлона без экипажа.

Цели летных испытаний заключались в том, чтобы продемонстрировать возможность транслунной инжекции Сатурна V с имитируемой полезной нагрузкой, равной примерно 80% от полного космического корабля Аполлон , и повторить демонстрацию способности теплового экрана командного модуля (КМ) для выдержать возвращение на Луну. План полета предусматривал последующую транслунную инъекцию с прямым обратным прерыванием с использованием главного двигателя командно-сервисного модуля (CSM) с общим временем полета около 10 часов.

Явление, известное как псевдоколебания, повредило некоторые двигатели Rocketdyne J-2 на второй и третьей ступенях из-за разрыва внутренних топливопроводов, что привело к преждевременному отключению двух двигателей второй ступени. Бортовая система наведения корабля смогла компенсировать это за счет более длительного сжигания второй и третьей ступеней, хотя в результате орбита парковки была более эллиптической, чем планировалось. Поврежденный двигатель третьей ступени также не смог перезапустить для транслунного впрыска. Полетные диспетчеры решили повторить профиль полета предыдущего испытания Apollo 4 , достигнув высокой орбиты и скоростного возврата с помощью двигателя служебного модуля (SM). Несмотря на отказ двигателя, полет обеспечило НАСА.с достаточной уверенностью, чтобы использовать Saturn V для запусков с экипажем. Поскольку Apollo 4 уже продемонстрировал перезапуск S-IVB и испытал тепловой экран на полной лунной скорости, потенциальный третий полет без экипажа был отменен.

Цели [ править ]

Аполлон-6 был предназначен для отправки CSM и тестовой статьи лунного модуля (LTA), смоделированного лунного модуля (LM) с установленными датчиками вибрации конструкции, на транслунную траекторию. Однако Луна не будет в позиции для транслунного полета, и двигатель SM будет запущен примерно через пять минут, чтобы замедлить корабль, снизив его апогей до 11 989 морских миль (22 204 км) и заставив CSM вернуться на Землю. имитация прерывания "прямого возврата". На обратном этапе двигатель запустится еще раз, чтобы разогнать корабль, чтобы имитировать номинальную траекторию возврата к Луне с углом входа в атмосферу -6,5 градуса и скоростью 36 500 футов в секунду (11 100 м / с). Вся миссия продлится около 10 часов. ^[2]

Это проверит способность ракеты-носителя Saturn V отправить весь аппарат Apollo на Луну и, в частности, испытать нагрузки на LM и режимы вибрации всего Saturn V при почти полных нагрузках. ^[3] Вес космического корабля для полных лунных миссий не был полностью смоделирован, потому что LTA-2R весил 26 000 фунтов (12 000 кг), что составляет всего около 80% от номинального LM (32 000 фунтов (15 000 кг)). Кроме того, CSM был заправлен только до веса 55 420 фунтов (25 140 кг) вместо номинального веса лунной миссии в 63 500 фунтов (28 800 кг).

Это была первая миссия, в которой использовался High Bay 3 в здании сборки автомобилей (VAB), Mobile Launcher 2 и Firing Room 2.

Сборка автомобиля [ править ]

S-IC первый этап прибыл на барже 13 марта 1967 года, и был возведен в VAB через четыре дня, с S-IVB третьей ступенью и блок приборов компьютером , поступающей в тот же день. S-II второй этап был два месяца позади них и так был заменен гантелеобраз- распорки так тестирование могло продолжаться. Он имел ту же высоту и массу, что и S-II, вместе со всеми электрическими соединениями. S-II прибыл 24 мая. Он был сложен и стыкован с ракетой 7 июля.

Тестирование было медленным, так как они все еще проверяли ракету-носитель для Аполлона 4, ограничение системы, когда не было двух всех и вся. VAB мог обрабатывать до четырех Saturn V, но мог проверять только по одному за раз.

CSM, модель Block I, аналогичная той, которая использовалась в трех предыдущих испытаниях без экипажа, прибыла 29 сентября и была сложена 10 декабря. Фактически это был гибрид двух серийных космических кораблей, состоящих из CM-020 и SM-014, поскольку SM- 020 был уничтожен в результате взрыва танка, а CM-014 был разобран для поддержки расследования пожара Аполлона-1 . После двухмесячных испытаний и ремонта ракету перевели на площадку 6 февраля 1968 года.

Полет [ править ]

Запустить [ редактировать ]

В отличие от практически идеального полета Apollo 4 , Apollo 6 испытывал проблемы с самого начала. Через две минуты полета ракета испытала сильные колебания в течение примерно 30 секунд. Джордж Мюллер объяснил причину слушаниям в Конгрессе:

Pogo возникает в основном из-за колебаний тяги в двигателях. Это нормальные характеристики двигателей. Все двигатели имеют на выходе то, что вы могли бы назвать шумом, потому что сгорание не совсем равномерное, поэтому это колебание тяги первой ступени является нормальной характеристикой горения всего двигателя.

Теперь, в свою очередь, двигатель питается по трубе, которая выводит топливо из баков и подает его в двигатель. Эта труба по длине напоминает органную трубу, поэтому она имеет определенную собственную резонансную частоту, и действительно оказывается, что она будет колебаться, как органная труба.

Конструкция автомобиля очень похожа на камертон, поэтому, если вы ударите его вправо, он будет колебаться вверх и вниз в продольном направлении. В широком смысле это взаимодействие между различными частотами, которое заставляет автомобиль колебаться. ^[4]

Частично из-за вибраций адаптер космического корабля, который прикреплял CSM к ракете и вмещал макет LM, начал иметь некоторые структурные проблемы. Камеры бортовой авиации зафиксировали несколько обломков, упавших с него на момент T + 133 секунды.

После того, как первая ступень была выброшена, вторая ступень S-II начала испытывать свои проблемы. У двигателя номер два были проблемы с производительностью через 225 секунд после старта, которые резко ухудшились на T + 319 секунд, а затем на T + 412 секунд приборный блок полностью отключил его. Затем, через две секунды, остановился и третий двигатель. Приборный блок смог выполнить компенсацию, и оставшиеся три двигателя работали на 58 секунд дольше обычного. Третья ступень S-IVB тоже должна была гореть на 29 секунд дольше обычного. S-IVB также испытал небольшую потерю производительности. ^[2]

Первая ступень S-IC коснулась Атлантического океана к востоку от Флориды ( 30 ° 12′N 74 ° 19′W ), а вторая ступень S-II - к югу от Азорских островов ( 31 ° 12′N 32 ° 11′W ). .  / 30.200 ° с.ш. 74.317 ° з.д. / 30.200; -74.317  / 31.200°N 32.183°W / 31.200; -32.183

Орбита [ править ]

Из-за менее чем номинального запуска CSM и S-IVB были выведены на орбиту стоянки на 93,49 морской мили (173,14 км) на 194,44 морской мили (360,10 км) вместо запланированных 100 морских миль ( 190 км) по круговой орбите. ^[2] Затем, после стандартных двух парковочных орбит для проверки готовности корабля к транслунному впрыску (TLI), S-IVB не смог перезапуститься.

Было решено использовать двигатель SM для вывода космического корабля на высокую орбиту, как это было сделано в Apollo 4, для выполнения некоторых задач миссии. Он горел в течение 442 секунд (дольше, чем когда-либо мог стрелять при номинальной лунной миссии), чтобы достичь запланированного апогея 11 989 морских миль (22 204 км). Однако теперь не хватало топлива для ускорения входа в атмосферу, и космический корабль вошел в атмосферу только со скоростью 33 000 футов в секунду (10 000 м / с) вместо запланированных 37 000 футов в секунду (11 000 м / с). лунное возвращение. Однако это было продемонстрировано на Аполлоне 4 .

Через десять часов после запуска он приземлился в 43 морских милях (80 км) от запланированной точки приземления в северной части Тихого океана к северу от Гавайев и был поднят на борт военного корабля США « Окинава» .

Спустя три недели орбита S-IVB снизилась, и 25 апреля 1968 года он вернулся в атмосферу.

Хотя Аполлон-6 не достиг полных транслунных скоростей ни в одном направлении, он считался достаточно успешным для полета астронавтов на следующий Сатурн V, которому, кроме того, было поручено отправить их на Луну (лунная орбита) вместо ранее запланированной орбиты Земли. для Аполлона 8 в декабре следующего года. Вместо этого следующий полет, Apollo 7 , в котором не использовался Saturn V, использовался для первой проверки пилотируемых возможностей Apollo на околоземной орбите.

Причины и способы устранения проблем [ править ]

Причина погона на первом этапе полета была хорошо известна. Однако считалось, что ракета была «расстроена». Чтобы дополнительно гасить колебания давления в топливных насосах и насосах окислителя, а также в линиях подачи, полости в этих системах были заполнены газообразным гелием из пневматической системы управления двигательной установкой, которая подавляла колебания подобно амортизатору.

Отказ двух двигателей на второй стадии был связан с разрывом топливопровода, питавшего воспламенители двигателя. Воспламенитель представлял собой миниатюрный ракетный двигатель, установленный в стенке барокамеры двигателя J-2. Его питали гибкие трубопроводы малого диаметра, по которым проходят жидкий водород и жидкий кислород. Во время горения второй ступени S-II из-за вибрации оборвалась водородная магистраль, питающая запальник двигателя номер два. В результате воспламенитель подавал в барокамеру чистый жидкий кислород. Обычно двигатель J-2 сжигает смесь, богатую водородом, для снижения температуры. Поток жидкого кислорода локально вызвал намного более высокую температуру, и в конечном итоге камера давления вышла из строя. Было обнаружено внезапное падение давления, и была подана команда выключения. К сожалению, командные сигналы для третьего двигателя были частично перекрещены с двигателем два, так что отключение двигателя два привело к закрытию клапана жидкого кислорода для двигателя три, что привело к остановке и этого двигателя.

Проблема в топливных магистралях воспламенителя не была обнаружена во время наземных испытаний, поскольку сетка из нержавеющей стали, закрывающая топливопровод, стала насыщенной жидким воздухом из-за сильного холода жидкого водорода, протекающего через нее. Жидкий воздух гасил вибрациюрежим, который стал очевиден, когда испытания проводились в вакууме после полета Аполлона-6. Это также было простое решение, включавшее замену секции гибкого сильфона в месте разрыва петлей из трубы из нержавеющей стали. S-IVB использовал ту же конструкцию двигателя J-2, что и S-II, и поэтому было решено, что проблема с линией воспламенителя также помешала третьей ступени повторно воспламениться на околоземной орбите. Наземные испытания подтвердили, что небольшое снижение производительности, наблюдаемое при первом сгорании S-IVB, соответствовало повреждению линии воспламенителя.

Проблема с адаптером космического корабля была вызвана его сотовой структурой. Когда ракета разгонялась в атмосфере, клетки расширялись за счет захваченного воздуха и воды. Это может привести к отрыву поверхности адаптера. Чтобы это не происходило снова, в поверхности просверливали небольшие отверстия для расширения.

В то время как отказы двигателя, произошедшие на Аполлоне-6, привели бы к прерыванию лунной миссии с экипажем, НАСА считало этот полет бесценным инженерным перетряхиванием ракеты-носителя, и не было подобных серьезных отказов ни в одном из одиннадцати последующих полетов Сатурна V.

Камеры [ править ]

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 часто ошибочно приписывают миссии Apollo 11 , хотя на самом деле они были сняты во время полетов Apollo 4 и Apollo 6.

Камеры снимали на высокой скорости, что, по оценкам, в 15 раз замедлило сцену при просмотре в документальном фильме. Капсулы камеры были сброшены вскоре после отделения первой ступени и, хотя и находились на высоте около 200 000 футов, все еще были ниже орбитальной скорости. Затем они снова вошли в атмосферу и спустились с парашютом в океан, где плыли в ожидании восстановления. Только одна из двух камер S-II на Apollo 6 была восстановлена; другой был потерян из-за проблемы с его радиомаяком. ^[2] Инструмент камеры был разработан Шелби Джейкобс . ^[5]

Еще один стартовый выстрел, который часто приписывают Аполлону-11, и другим запускам был сделан в этот день: он показывает вид на поднимающуюся ракету, расположенную относительно близко и в мертвой точке. Выстрел можно определить как «Аполлон-6», изучив СМ при запуске; Аполлон-6 был единственным аппаратом Аполлона, запущенным с Сатурна-V, с белым SM; все остальные были серебряными.

Общественное влияние [ править ]

Миссия Аполлона-6 почти не освещалась в прессе, главным образом потому, что в тот же день, что и запуск, Мартин Лютер Кинг-младший был убит в Мемфисе, штат Теннесси , а президент Линдон Б. Джонсон объявил, что не будет добиваться переизбрания только четырьмя днями ранее. ^[6]

Расположение капсулы [ править ]

Командный модуль Apollo 6 выставлен в научном центре Fernbank в Атланте , штат Джорджия . ^[7]

См. Также [ править ]

• Splashdown (посадка космического корабля)

Ссылки [ править ]

 В эту статью включены материалы, являющиеся  общественным достоянием, с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .

Внешние ссылки [ править ]

• Пресс-кит Apollo 6 (PDF), НАСА, выпуск № 68-54K, 28 марта 1968 г.
• "Аполлон-6" в Национальном центре данных космических исследований НАСА
• Мунпорт: История пусковых установок и операций Аполлона (1978) Чарльз Д. Бенсон и Уильям Барнаби Фээрти, Серия истории НАСА, НАСА SP-4204
• Колесницы для Аполлона: История пилотируемых лунных космических кораблей (1979) Кортни Дж. Брукс, Джеймс М. Гримвуд и Лойд С. Свенсон младший, Серия истории НАСА, НАСА SP-4205
• Научный центр Fernbank
• Бортовая пленка Apollo 6 16 мм. Часть 1 , Часть 2 , Часть 3 , Часть 4 , Часть 5 кадры сырого фильма, снятого во время миссии Аполлон-6.