Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Схема LOR

Рандеву на лунной орбите ( LOR ) - ключевая концепция для эффективной посадки людей на Луну и их возвращения на Землю. Он использовался для миссий программы Apollo в 1960-х и 1970-х годах. В миссии LOR главный космический корабль и меньший лунный модуль отправляются на лунную орбиту . Затем лунный посадочный модуль самостоятельно спускается на поверхность Луны, в то время как основной космический корабль остается на лунной орбите. После завершения миссии посадочный модуль возвращается на лунную орбиту для сближения и повторной стыковки с основным космическим кораблем, а затем отбрасывается после переброски экипажа и полезной нагрузки. На Землю возвращается только основной космический корабль. [1]

Lunar орбита Рандеву была первой , как известно, предложенный в 1919 году украинский советский инженер Юрий Кондратюк , [2] , как наиболее экономичный способ отправки человека на туда-обратно путешествие на Луну. [3]

Самый известный пример связан с командно-сервисным модулем Apollo и лунным модулем Apollo , где они оба были отправлены в полет на Трансунар в одной ракетной группе. Однако варианты, в которых посадочные аппараты и основной космический корабль перемещаются отдельно, такие как план посадки на Луну, предложенный для ракеты-носителя с тяжелым подъемником на основе шаттла и Golden Spike , также считаются рандеву на лунной орбите.

Преимущества и недостатки [ править ]

Преимущества [ править ]

Изображение лунного гравитационного колодца , иллюстрирующее, как ресурсы, необходимые только для поездки домой, не нужно переносить вниз и назад в "колодец"

Основным преимуществом LOR является экономия полезной нагрузки космического корабля, поскольку топливо, необходимое для возврата с лунной орбиты обратно на Землю, не нужно переносить мертвым грузом на Луну и обратно на лунную орбиту. Это имеет мультипликативный эффект, потому что каждый фунт «мертвого веса» топлива, использованного позже, должен быть приведен в движение большим количеством топлива раньше, а также потому, что увеличение количества топлива требует увеличения веса резервуара. В результате увеличение веса также потребует большей тяги для посадки на Луну, что означает более крупные и тяжелые двигатели. [4]

Еще одно преимущество состоит в том, что лунный посадочный модуль может быть сконструирован именно для этой цели, вместо того, чтобы требовать, чтобы основной космический корабль также был пригоден для посадки на Луну. Наконец, второй набор систем жизнеобеспечения, необходимых для лунного посадочного модуля, может служить резервным для систем основного космического корабля.

Недостаток [ править ]

С 1962 года сближение на лунной орбите считалось рискованным, поскольку сближение в космосе не было достигнуто даже на околоземной орбите. Если LM не сможет достичь CSM, два астронавта окажутся в затруднительном положении, не имея возможности вернуться на Землю или пережить повторный вход в атмосферу . Опасения оказались безосновательными, поскольку рандеву успешно продемонстрировали в 1965 и 1966 годах в шести миссиях проекта «Близнецы» [Примечание 1] с помощью радара и бортовых компьютеров. Это также было успешно выполнено каждый из восьми раз, когда оно использовалось в миссиях Аполлона. [Заметка 2]

Выбор режима миссии Аполлона [ править ]

Встреча лунного модуля Аполлона-11 с командным модулем на лунной орбите

Когда в 1961 году была начата программа посадки Аполлона на Луну, предполагалось, что для взлета с лунной поверхности и возвращения на Землю будет использоваться комбинация командно-служебного модуля (CSM) из трех человек . Следовательно, его необходимо было бы посадить на Луну с помощью более крупной ступени ракеты с опорами шасси, в результате чего на Луну нужно было отправить очень большой космический корабль (более 100 000 фунтов (45 000 кг)).

Если бы это было сделано прямым восхождением (на одной ракете-носителе ), требуемая ракета должна была бы быть очень большой, в классе Nova . Альтернативой этому было бы сближение на околоземной орбите , при котором две или более ракеты класса Сатурн запускали бы части полного космического корабля, которые должны были бы сблизиться на околоземной орбите перед отлетом на Луну. Это, возможно, будет включать отдельно запускаемую ступень отправления с Земли или потребует дозаправки на орбите пустой ступени отправления.

Том Долан [5] предложил альтернативу сближения на лунной орбите, которая была изучена и продвинута Джимом Чемберлином и Оуэном Мейнардом в космической оперативной группе в ранних технико-экономических обоснованиях Аполлона в 1960 году. [6] Этот режим позволил одному Сатурну V запустить CSM на Луну с помощью меньшего модуля Lunar Excursion Module (LEM). [Примечание 3] Когда комбинированный космический аппарат выходит на лунную орбиту, один из трех астронавтов остается с CSM, а двое других входят в LEM, отстыковываются и спускаются на поверхность Луны. Затем они используют этап подъема LEM, чтобы присоединиться к CSM на лунной орбите, затем отбрасывают LEM и используют CSM для возвращения на Землю. Этот метод был доведен до сведения помощника администратора НАСА Роберта Seamans от исследовательского центра Лэнгли инженера Джона С. Houbolt , который привел команду к его развитию.

Помимо необходимости меньшей полезной нагрузки, возможность использовать лунный посадочный модуль, предназначенный только для этой цели, была еще одним преимуществом подхода LOR. Конструкция LEM давала астронавтам четкий обзор места их посадки через смотровые окна на высоте примерно 4,6 метра (15 футов) над поверхностью, в отличие от того, что они лежали на спине в посадочном модуле командного модуля, по крайней мере, на высоте 40 или 50 футов (12 или 15 футов). м) над поверхностью, видеть ее можно только через экран телевизора.

Разработка LEM в качестве второго транспортного средства с экипажем дала дополнительное преимущество в виде дублирующих критически важных систем (электроснабжение, жизнеобеспечение и двигательная установка), что позволило использовать его в качестве «спасательной шлюпки» для сохранения жизни космонавтов и их безопасной доставки домой. событие критического сбоя системы CSM. Это предполагалось как непредвиденное обстоятельство, но не было включено в спецификации LEM. Как выяснилось, эта возможность оказалась бесценной в 1970 году, спасая жизни астронавтов Аполлона-13, когда взрыв кислородного баллона вывел из строя служебный модуль.

Адвокация [ править ]

Джон Хубольт объясняет рандеву на лунной орбите

Доктор Джон Хубольт не позволил бы игнорировать преимущества LOR. Как член Руководящей группы лунной миссии, Хубольт изучал различные технические аспекты космических сближений с 1959 года и был убежден, как и некоторые другие в Исследовательском центре Лэнгли , что LOR был не только наиболее реальным способом добраться до Луны до того, как десятилетие прошло, это был единственный выход. Он неоднократно сообщал о своих выводах в НАСА, но был твердо уверен, что внутренние рабочие группы (которым он делал презентации) следовали произвольно установленным «основным правилам». По словам Хуболта, эти основные правила ограничивали размышления НАСА о лунной миссии и вынуждали исключить LOR, прежде чем он был справедливо рассмотрен. [8]

В ноябре 1961 года Хубольт предпринял смелый шаг, пропустив надлежащие каналы и написав личное письмо на девяти страницах непосредственно заместителю администратора Роберту С. Симансу . «В некотором смысле как голос в пустыне», - возразил Хубольт против исключения LOR. «Хотим мы на Луну или нет?» - спросил инженер Лэнгли. «Почему Нова, с ее громоздкими размерами, просто принимается, и почему гораздо менее грандиозный план, предполагающий рандеву, подвергается остракизму или ставится в оборону? Я полностью понимаю, что такой контакт с вами несколько неортодоксален», - признал Хубольт, поставленные на карту вопросы настолько важны для всех нас, что следует придерживаться необычного курса ". [9] [10]

Морякам понадобилось две недели, чтобы ответить на письмо Хуболта. Помощник администратора согласился с тем, что «было бы чрезвычайно вредно для нашей организации и страны, если бы наш квалифицированный персонал был чрезмерно ограничен ограничительными правилами». Он заверил Хубольта, что в будущем НАСА будет уделять LOR больше внимания, чем до этого времени.

Сравнение размеров лунных посадочных модулей из раннего исследования Лэнгли

В последующие месяцы НАСА сделало именно это, и, к удивлению многих как внутри, так и за пределами агентства, кандидат на темную лошадку, LOR, быстро стал лидером. Несколько факторов решили дело в ее пользу. Во-первых, разочарование в идее прямого восхождения росло из-за времени и денег, которые потребовались для разработки ракеты Nova диаметром 50 футов (15 м) , по сравнению с Saturn V диаметром 33 фута (10 м). . Во-вторых, росли технические опасения по поводу того, как относительно большой космический корабль, требуемый для сближения с околоземной орбитой, сможет маневрировать для мягкой посадки на Луну. Как объяснил один инженер НАСА, который передумал:

У компании по наблюдению за этой штукой до Луны действительно не было удовлетворительного ответа. Лучшее в LOR было то, что он позволял построить отдельную машину для посадки.

Первой крупной группой, изменившей свое мнение в пользу LOR, была космическая оперативная группа Роберта Гилрута , которая все еще находилась в Лэнгли, но вскоре должна была переехать в Хьюстон в качестве Центра пилотируемых космических кораблей . Второй прибыла группа Фон Брауна из Центра космических полетов им. Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама . Эти две могущественные группы вместе с инженерами, которые первоначально разработали план в Лэнгли, убедили ключевых должностных лиц в штаб-квартире НАСА, в частности администратора Джеймса Уэбба , который стремился к прямому восхождению, что LOR - единственный способ приземлиться на Луну. к 1969 г. Уэбб одобрил LOR в июле 1962 г. [11]Решение было официально объявлено на пресс-конференции 11 июля 1962 года. [12] Советник президента Кеннеди по науке Джером Виснер оставался решительным противником LOR. [13] [8]

Другие планы с использованием LOR [ править ]

Запланированная траектория Artemis 3 иллюстрирует использование LOR
  • Предлагаемый советский план посадки на Луну с использованием ракеты N1 , LK Lander и Союз 7K-LOK должен был использовать аналогичный профиль миссии LOR.
  • Программа Constellation использовала бы комбинацию EOR и LOR для посадки на Луну.
  • Программа Artemis планирует использовать LOR для высадки людей в районе южного полюса Луны .

В популярной культуре [ править ]

Пятый эпизод телевизионного мини-сериала « С Земли на Луну» , «Паук», инсценирует первую попытку Джона Хуболта убедить НАСА принять LOR для программы «Аполлон» в 1961 году и прослеживает развитие LM до его первого испытательного полета с экипажем. Аполлон 9 , 1969 год. Эпизод назван в честь лунного модуля Аполлона 9.

См. Также [ править ]

  • Вывод на лунную орбиту
  • Транслунная инъекция
  • Закачка через Землю

Примечания [ править ]

  1. ^ Близнецы 6А , Близнецы 8 , Близнецы 9А , Близнецы 10 , Близнецы 11 и Близнецы 12
  2. ↑ Аполлон-9 на околоземной орбите; на лунной орбите Аполлон 10 , Аполлон 11 , Аполлон 12 , Аполлон 14 , Аполлон 15 , Аполлон 16 и Аполлон 17 .
  3. ^ Это было сокращено до «Лунного модуля» (LM) в июне 1966 года. [7]

Ссылки [ править ]

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

Цитаты [ править ]

  1. ↑ «Рандеву на лунной орбите» - 1968 - Отдел планирования и анализа миссий НАСА на YouTube
  2. ^ Харви (2007) , стр. 6–7.
  3. ^ Уилфорд (1969) , стр. 41-48.
  4. ^ Ривз (2005) .
  5. ^ Брукс (1979) .
  6. ^ Gainor (2001) , стр. 62-66.
  7. ^ Шеер, Джулиан В. (помощник администратора по связям с общественностью, НАСА). Меморандум Комитета по назначению проектов, 9 июня 1966 г.
  8. ^ a b «Рандеву, которое было почти пропущено: рандеву на лунной орбите и программа« Аполлон »- НАСА» . www.nasa.gov . Декабрь 1992 г. Информационный бюллетень NF175 . Проверено 20 марта 2017 .
  9. ^ Теннант (2009) .
  10. Перейти ↑ Hansen (1995) .
  11. ^ Уиткин (1962) .
  12. ^ НАСА (1962) , стр. 1.
  13. ^ Нельсон (2009) , стр. 209–210.

Библиография [ править ]

  • Бергин, Крис (2013-01-03). «Контракт Golden Spike с Northrop Grumman для Lunar Lander» . Nasaspaceflight.com . Лондон. Архивировано 4 января 2013 года . Проверено 4 января 2013 .
  • Брукс; Гримвуд; Свенсон (1979). «Колесницы для Аполлона: история пилотируемых лунных космических кораблей» . НАСА . Архивировано из оригинала на 2004-11-18 . Проверено 27 апреля 2007 .
  • Гейнор, Крис (2001). Стрелки на Луну . Берлингтон, Онтарио: Apogee Books. ISBN 978-1-896522-83-8.
  • Хансен, Джеймс Р. (1995). Очарованное свидание: Джон К. Хубольт и генезис концепции рандеву на лунной орбите (PDF) . Монографии в серии «История авиации и космонавтики» №4. Вашингтон, округ Колумбия: НАСА. НАСА-ТМ-111236.
  • Харви, Брайан (2007). Исследование планет в России: история, развитие, наследие и перспективы . Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 978-0-387-46343-8.
  • Лаксман, Шринивас (21 марта 2012 г.). "Беспилотная лунная миссия Китая по возвращению лунного грунта на Землю" . Сингапур. Архивировано 4 января 2013 года . Проверено 4 января 2013 .
  • Мюррей, Чарльз ; Кэтрин Блай Кокс (1989). Аполлон: Гонка на Луну . Нью-Йорк: Саймон и Шустер. ISBN 978-0-671-70625-8.
  • НАСА (1962). Встреча на лунной орбите: пресс-конференция, посвященная планам Аполлона, в штаб-квартире НАСА 11 июля 1962 года . Вашингтон, округ Колумбия: НАСА.
  • Нельсон, Крейг (2009). Ракетчики: Эпическая история первых людей на Луне . Нью-Йорк: Викинг. ISBN 978-0-670-02103-1.
  • Ривз, Дэвид М .; Майкл Д. Шер; Д-р Алан В. Уилхайт; Доктор Дуглас О. Стэнли (2005). «Пересмотренное решение об архитектуре рандеву Аполлона на лунной орбите» (PDF) . Национальный аэрокосмический институт, Технологический институт Джорджии. Архивировано из оригинального (PDF) 27 октября 2014 года . Проверено 8 июня 2012 .CS1 maint: uses authors parameter (link)
  • Теннант, Дайан (15 ноября 2009 г.). «Забытый инженер был ключом к успеху космической гонки» . HamptonRoads / PilotOnline. Архивировано 18 ноября 2010 года . Проверено 1 сентября 2010 .
  • Виткин, Ричард (1962-07-04). «Лунное орбитальное рандеву: одобрен новый план полета на Луну». Глобус и почта . Торонто. Служба Нью-Йорк Таймс. п. 1.
  • Уилфорд, Джон (1969). Мы достигаем Луны; The New York Times Story о величайшем приключении человека . Нью-Йорк: Бантамские книги в мягкой обложке.
  • Вудс, В. Дэвид (2008). Как Аполлон летал на Луну . Нью-Йорк: Спрингер. С.  10–12 . ISBN 978-0-387-71675-6.

Внешние ссылки [ править ]