Аполлон-14

Бортовые спектрометры

Кратер Циолковский, снятый Альфредом Уорденом на картографирующую камеру. Внутренняя часть западного отрезка вала кратера (вверху в центре) представляет собой почти прямую отвесную стену

В течение всего периода ночного отдыха Альфреда Уордена все четыре бортовых спектрометра, располагавшиеся в модуле научных приборов, оставались включёнными и продолжали собирать и передавать информацию. Масс-спектрометр определял состав и распределение сверхразряжённой лунной атмосферы, активные источники летучих элементов и места искусственного загрязнения. При проведении эксперимента повышенный интерес уделялся областям, лежащим вблизи терминатора, поскольку предполагалось, что именно в этих районах должны наблюдаться концентрации определённых газов. Для учёных были желательны измерения, как минимум, в течение пяти витков по окололунной орбите. Прибор мог идентифицировать атомы 54-х элементов таблицы Менделеева атомной массой от 12 до 66 а.е.м. Масс-спектрометр выдвигался из модуля научных приборов на стреле длиной 7,3 м. Пока Уорден отдыхал, «Индевор» был сориентирован таким образом, что летел соплом маршевого двигателя вперёд. Туда же было направлено и входное отверстие масс-спектрометра, улавливавшее химические элементы. Позднее в ходе миссии масс-спектрометр включался, когда корабль был развёрнут на 180° и летел носом вперёд. Но молекулы, которые удалось уловить при такой ориентации корабля, были отнесены учёными к газам, исходившим от самого командно-служебного модуля.

Спектрометр гамма-лучей, тоже выдвигавшийся на стреле длиной 7,3 м, предназначался для определения химического состава лунной поверхности. Он работал в связке с ещё двумя геохимическими приборами — рентгенофлуоресцентным спектрометром и спектрометром альфа-частиц. Гамма-спектрометр улавливал наведённую гамма-радиоактивность и был способен работать как над освещённой, так и над ночной стороной Луны. Прибор работал в диапазоне от 0,1 до 10 млн электрон-вольт. Рентгенофлуоресцентный спектрометр регистрировал рентгеновское свечение, вызванное взаимодействием рентгеновского излучения Солнца с лунной поверхностью. Это давало информацию о химических элементах, присутствующих в лунной породе. Прибор работал только над освещённой стороной Луны. Во время обратного полёта к Земле он также должен был измерить галактическое рентгеновское излучение. Спектрометр альфа-частиц измерял энергию альфа-частиц, выбрасываемых из лунной поверхности и расщелин в ней в качестве продуктов образования изотопов радона в результате радиоактивного распада урана и тория. Измерения велись в диапазоне от 4,7 до 9,3 млн электрон-вольт. Целью эксперимента было создание карты выбросов альфа-частиц в районах, над которыми пролетал «Аполлон-15». Работа этого прибора не зависела от солнечного освещения.

Учёных особо интересовали лунные породы с повышенным содержанием самария, урана, тория, калия и фосфора. Они назывались аббревиатурой англ. KREEP (К — калий; REE — англ. rare earth elements, редкоземельные элементы, и P — англ. phosphorus, фосфор). Спектрометр гамма-лучей был предназначен для определения именно этих пород. Они были обнаружены в местах посадок «Аполлона-12» и «Аполлона-14». Но их совсем не было в месте посадки «Аполлона-11», которое располагалось примерно в 1000 км к востоку от мест посадок «Аполлона-12» и «Аполлона-14». Во времена полёта «Аполлона-15» учёных интересовало, встречаются ли породы, содержащие элементы KREEP по всей Луне, или только в районах посадок «Аполлона-12» и «Аполлона-14». Позднее сложились представления, что породы с элементами KREEP представляют собой химические остатки океана магмы после образования лунной коры. Элементы KREEP всплывали на поверхность, поскольку они не «встраивались» в компактные кристаллические структуры. Результаты, полученные в конце XX века спектрометром гамма-лучей космического аппарата Lunar Prospector (— гг.), показали, что породы, содержащие элементы KREEP, концентрируются по краям Моря Дождей и в горных районах вокруг него, в морях на видимой стороне Луны, в Море Мечты на обратной стороне и в Бассейне Южный полюс—Эйткен и в гораздо меньших количествах встречаются в горах. Результаты работы КА Lunar Prospector подтвердили предположения о том, что гигантские метеоритные удары, в результате которых образовались Море Дождей и Бассейн Южный полюс—Эйткен, выбросили и разбросали по Луне породы, содержащие элементы KREEP

Второй старт и полёт к Луне

Старт РН Сатурн-5 с «Аполлоном-14»

На третьем часу полёта двигатель последней ступени ракеты-носителя был включён вторично и вывел ступень с кораблём на траекторию полёта к Луне.
В начале четвёртого часа полёта начались операции по перестроению отсеков. При предыдущих полётах кораблей серии «Аполлон» эти операции обычно занимали около 25 минут, а при полёте корабля «Аполлон-14» потребовали два часа. Стыковка командного модуля с лунным модулем, находившимся на последней ступени ракеты-носителя, удалась только с шестой попытки (при предыдущих полётах производилось девять стыковок, и все удавались с первой попытки). Первая попытка была произведена в 3 часа 14 минут полётного времени. Головная часть стыковочного штыря попала в приёмный конус, однако в отверстие не прошла. Пилот командного модуля Руса отвёл основной блок и на стенке приёмного конуса увидел царапины от защёлок, что показывало, что они не утапливались. Руса произвёл ещё четыре попытки стыковки, но безуспешно.
Стыковку необходимо было провести в течение 18 часов. На это время рассчитан ресурс батарей на последней ступени ракеты-носителя, обеспечивающих питание системы стабилизации ступени. Если бы стыковка не удалась, то вторая подряд лунная экспедиция окончилась бы неудачей, что могло неблагоприятным образом отразиться на программе пилотируемых полётов США в целом.
Шепард предложил разгерметизировать отсек экипажа, открыть люк и вылезти в туннель-лаз для осмотра головной части стыковочного штыря, однако экипажу порекомендовали провести ещё одну попытку стыковки, но при этом втянуть стыковочный штырь и обеспечить непосредственный контакт корпусов командного модуля и лунного модуля. Стыковка с соблюдением такой процедуры увенчалась успехом.
После осуществления стыковки, астронавты демонтировали стыковочный штырь и внесли его в кабину для осмотра, также продемонстрировав штырь по телевидению наземным специалистам. Осмотр показал, что защёлки штыря работают нормально, и наблюдавшиеся неполадки повториться не должны.
Если бы при стыковке стартовавшей с Луны взлётной ступени лунного модуля произошла такая же неполадка, то стыковка путём непосредственного контакта корпусов была бы невозможна (из-за небольшой массы взлётная ступень просто отскочила бы при ударе до того, как автоматические захваты попали бы в гнёзда), и астронавтам пришлось бы совершать аварийный и весьма опасный переход через открытый космос.
Специалисты посчитали, что утапливание защёлок при первых пяти попытках стыковки мешало попавшее в них какое-то инородное тело (возможно, замёрзшая вода или грязь), которое перед шестой попыткой стыковки выпало. Повторное возникновение таких неполадок посчитали исключённым, и на двадцать пятом часу полёта его руководители официально заявили, что состояние стыковочного штыря не препятствует посадке на Луну.

На третьих сутках полёта была проведена коррекция траектории и плановая проверка бортовых систем лунного модуля.
Во время телевизионного сеанса Шепард предложил ещё раз продемонстрировать стыковочный штырь, поскольку астронавтов не оставляло беспокойство, что при стыковке на селеноцентрической орбите могут снова возникнуть неполадки. Руководители полёта заявили, что повторно демонтировать штырь нет необходимости.

На четвёртые сутки полёта обработка телеметрической информации показала, что одна из батарей на взлётной ступени лунной кабины обеспечивала напряжение меньше номинального. Астронавты перешли в лунную кабину для проверки батареи, поскольку дальнейшего падения напряжения не произошло, было сделано заключение, что неисправен один из элементов батареи. Руководители полёта приняли решение не отказываться от посадки на Луну, если дальнейшего падения напряжения не произойдёт.

На 83-м часу полёта корабль вышел на начальную селеноцентрическую орбиту, близкую к расчётной. В конце этого же часа было произведено падение на Луну последней ступени ракеты-носителя. Падение зарегистрировал сейсмометр, установленный экипажем корабля «Аполлон-12», было проведено глубинное зондирование Луны.

Старт с Луны и возвращение на Землю

Место приводнения Аполлон-14 в Тихом океане

После ещё одного приёма пищи и краткого отдыха астронавтов, на 143 часу полёта состоялся старт с Луны взлётной ступени лунного модуля. Общая длительность пребывания лунного модуля на поверхности Луны 33 часа 24 минуты.

Стыковка взлётной ступени лунного модуля и командного модуля удалась с первой попытки и была осуществлена на сто сорок пятом часу полёта. Сближение, снятое из командного модуля Стюартом Русой, передавалось по телевидению. Шепард и Митчелл, после чистки пылесосом скафандров и предметов, переносимых в отсек экипажа, перешли в этот отсек. В отсек был перенесён стыковочный штырь, с тем, чтобы доставить его на Землю для осмотра. Он был привязан к одному из кресел тросом, который астронавты специально для этой цели не оставили на Луне, как предусматривалось. Этим тросом астронавты должны были связываться в случае трудностей при подъёме по склону кратера Коун. На 147 часу полёта взлётная ступень лунного модуля была сброшена. Затем был включён на торможение двигатель взлётной ступени и она, как и предусматривалось, упала на Луну. Падение произошло в 70 км от места посадки корабля «Аполлон-14» и в 115 км от места посадки корабля «Аполлон-12». Колебания, вызванные падением, регистрировалось сейсмометрами, установленными экипажами этих кораблей, необычно долго — в течение примерно полутора часов. Предполагают, что при падении ступени образовался кратер длиной 20 метров, шириной 2 метра и глубиной 1 метр.
На 150 часу полёта, во время 35-го витка командного модуля вокруг Луны, был включён основной двигатель, который перевёл корабль на траекторию полёта к Земле.

Приводнение спускаемого аппарата, миссия Аполлон-14.

На 173 часу полёта начались технологические эксперименты. Одновременно проводился телевизионный сеанс. Шепард во время сеанса сказал несколько слов о значении космических полётов и высказал надежду, что они будут способствовать миру во всём мире.
Митчелл, увлекающийся телепатией, провёл «личный» эксперимент, не санкционированный НАСА. Он мысленно «передавал» символы, а его партнёр в Чикаго в заранее обусловленное время «сосредоточился для их приёма».

Отделение отсека экипажа от служебного отсека командного модуля произошло на 216 часу полёта.

Отсек экипажа приводнился в Тихом океане 9 февраля 1971 года в 21 час 05 минут 04 секунды GMT в точке, расположенной между Американским Самоа и Северным островом Новой Зеландии в 6,4 км от вертолётоносца «Нью Орлеан». Координаты места посадки . Полёт продолжался 216 часов 42 минуты.

На воде отсек экипажа изначально установился в расчётном положении (днищем вниз).
Один из трёх основных парашютов при приводнении не отделился, и сброшенные с вертолёта лёгкие водолазы перерезали стропы.
Водолазы подвели под отсек понтон,подали астронавтам через люк чистые комбинезоны и маски с респираторами (при полётах кораблей «Аполлон» 11—14 предусматривались карантинные меры из опасения занести на Землю опасные микроорганизмы, но, так как никаких микроорганизмов обнаружено не было, начиная с полёта корабля «Аполлон-15», послеполётные карантинные меры для астронавтов и образцов отменили).Вертолёт доставил экипаж корабля на борт авианосца через 49 минут после приводнения.

Предстартовая подготовка и старт

Ракета-носитель с кораблём была вывезена на стартовую площадку 9 ноября 1970 года. В декабре 1970 года были обнаружены неполадки в бортовом компьютере отсека экипажа и в одном из переключателей, а также трещина в сварном шве кислородного бачка. Эти неполадки были устранены, и подготовка возобновилась.

В ходе имитации запуска в середине января отказала автоматическая система контроля заправки третьей ступени ракеты-носителя жидким кислородом. Через четыре с половиной часа заправка возобновилась с использованием ручной системы контроля и далее проходила нормально.
В Центре управления запуском среди почётных гостей присутствовал вице-президент США Спиро Агню и несколько министров. На космодроме и в прилегающих районах старт наблюдали около 500 тыс. человек.
Примерно за восемь минут до запланированного времени старта подготовку к нему прекратили до улучшения метеорологических условий.
Корабль «Аполлон-14» стартовал 31 января 1971 года в 21 час 03 минуты GMT на 40 минут позже расчётного времени.
Ракета-носитель вывела корабль на геоцентрическую орбиту, близкую к расчётной.

Второй старт и полёт к Луне

Старт РН Сатурн-5 с «Аполлоном-14»

На третьем часу полёта двигатель последней ступени ракеты-носителя был включён вторично и вывел ступень с кораблём на траекторию полёта к Луне.
В начале четвёртого часа полёта начались операции по перестроению отсеков. При предыдущих полётах кораблей серии «Аполлон» эти операции обычно занимали около 25 минут, а при полёте корабля «Аполлон-14» потребовали два часа. Стыковка командного модуля с лунным модулем, находившимся на последней ступени ракеты-носителя, удалась только с шестой попытки (при предыдущих полётах производилось девять стыковок, и все удавались с первой попытки). Первая попытка была произведена в 3 часа 14 минут полётного времени. Головная часть стыковочного штыря попала в приёмный конус, однако в отверстие не прошла. Пилот командного модуля Руса отвёл основной блок и на стенке приёмного конуса увидел царапины от защёлок, что показывало, что они не утапливались. Руса произвёл ещё четыре попытки стыковки, но безуспешно.
Стыковку необходимо было провести в течение 18 часов. На это время рассчитан ресурс батарей на последней ступени ракеты-носителя, обеспечивающих питание системы стабилизации ступени. Если бы стыковка не удалась, то вторая подряд лунная экспедиция окончилась бы неудачей, что могло неблагоприятным образом отразиться на программе пилотируемых полётов США в целом.
Шепард предложил разгерметизировать отсек экипажа, открыть люк и вылезти в туннель-лаз для осмотра головной части стыковочного штыря, однако экипажу порекомендовали провести ещё одну попытку стыковки, но при этом втянуть стыковочный штырь и обеспечить непосредственный контакт корпусов командного модуля и лунного модуля. Стыковка с соблюдением такой процедуры увенчалась успехом.
После осуществления стыковки, астронавты демонтировали стыковочный штырь и внесли его в кабину для осмотра, также продемонстрировав штырь по телевидению наземным специалистам. Осмотр показал, что защёлки штыря работают нормально, и наблюдавшиеся неполадки повториться не должны.
Если бы при стыковке стартовавшей с Луны взлётной ступени лунного модуля произошла такая же неполадка, то стыковка путём непосредственного контакта корпусов была бы невозможна (из-за небольшой массы взлётная ступень просто отскочила бы при ударе до того, как автоматические захваты попали бы в гнёзда), и астронавтам пришлось бы совершать аварийный и весьма опасный переход через открытый космос.
Специалисты посчитали, что утапливание защёлок при первых пяти попытках стыковки мешало попавшее в них какое-то инородное тело (возможно, замёрзшая вода или грязь), которое перед шестой попыткой стыковки выпало. Повторное возникновение таких неполадок посчитали исключённым, и на двадцать пятом часу полёта его руководители официально заявили, что состояние стыковочного штыря не препятствует посадке на Луну.

На третьих сутках полёта была проведена коррекция траектории и плановая проверка бортовых систем лунного модуля.
Во время телевизионного сеанса Шепард предложил ещё раз продемонстрировать стыковочный штырь, поскольку астронавтов не оставляло беспокойство, что при стыковке на селеноцентрической орбите могут снова возникнуть неполадки. Руководители полёта заявили, что повторно демонтировать штырь нет необходимости.

На четвёртые сутки полёта обработка телеметрической информации показала, что одна из батарей на взлётной ступени лунной кабины обеспечивала напряжение меньше номинального. Астронавты перешли в лунную кабину для проверки батареи, поскольку дальнейшего падения напряжения не произошло, было сделано заключение, что неисправен один из элементов батареи. Руководители полёта приняли решение не отказываться от посадки на Луну, если дальнейшего падения напряжения не произойдёт.

На 83-м часу полёта корабль вышел на начальную селеноцентрическую орбиту, близкую к расчётной. В конце этого же часа было произведено падение на Луну последней ступени ракеты-носителя. Падение зарегистрировал сейсмометр, установленный экипажем корабля «Аполлон-12», было проведено глубинное зондирование Луны.

Литература

• Chaikin, Andrew (англ.)русск.. A Man on the Moon: The Voyages of the Apollo Astronauts (англ.). — New York: Viking, 1994. — ISBN 978-0-670-81446-6.
• Chaikin, Andrew. A Man on the Moon. — New York: Penguin Books, 1998. — ISBN 978-0-14-027201-7.
• Collins, Michael (англ.)русск.. Carrying the Fire: An Astronaut’s Journeys (англ.). — New York: Cooper Square Press (англ.)русск., 2001. — ISBN 978-0-8154-1028-7.
• Cunningham, Walter (англ.)русск.. The All-American Boys. — ipicturebooks, 2010. — ISBN 978-1-876963-24-8.
• De Groot, Gerard J. Dark Side of the Moon: The Magnificent Madness of the American Lunar Quest (англ.). — New York: New York University Press (англ.)русск., 2006. — ISBN 978-0-8147-1995-4.
• . Washington, D.C.: NASA (1978). Дата обращения 24 октября 2017.
• Kluger, Jeffrey (англ.)русск.. Apollo 8: The Thrilling Story of the First Mission to the Moon (англ.). — Henry Holt, 2017. — ISBN 9781627798327.
• Gene Kranz. Failure Is Not An Option. — New York: Simon & Schuster, 2000. — ISBN 978-0-7432-0079-0.
• Lattimer, Dick. All We Did Was Fly to the Moon. — Alachua, Florida: Whispering Eagle Press, 1985. — (History-alive series). — ISBN 978-0-9611228-0-5.
• Logsdon, John M. The Decision to Go to the Moon: Project Apollo and the National Interest (англ.). — Chicago: University of Chicago Press (англ.)русск., 1976.
• Lovell, Jim (англ.)русск.; Kluger, Jeffery (англ.)русск.. Lost Moon: The Perilous Voyage of Apollo 13 (англ.). — Boston: Houghton Mifflin (англ.)русск., 1994. — ISBN 0-395-67029-2.
• Murray, Charles (англ.)русск.; Cox, Catherine Bly. Apollo: The Race to the Moon. — New York: Simon & Schuster, 1990. — ISBN 978-0-671-70625-8.
• Poole, Robert K. (англ.)русск.. Earthrise: How Man First Saw the Earth. — New Haven, Connecticut: Yale University Press, 2008. — ISBN 978-0-300-13766-8.
• Schefter, James. The Race: The Uncensored Story of How America Beat Russia to the Moon (англ.). — New York: Doubleday, 1999. — ISBN 978-0-385-49253-9.
• 100 Photographs That Changed the World / Sullivan, Robert. — New York: Time, Inc. Home Entertainment, 2003. — ISBN 1-931933-84-7.
• Wilford, John Noble (англ.)русск.. We Reach the Moon. — Putnam Publishing Group (англ.)русск., 1973. — ISBN 978-0-448-26152-2.
• Woods, W. David. How Apollo Flew to the Moon. — Brelin; New York: Springer, 2008. — ISBN 978-0-387-71675-6.

На русском

Джеффри Клугер. «Аполлон-8». Захватывающая история первого полета к Луне = Complications: Apollon 8: The Thrilling Story of the First Mission to the Moon. — М.: Альпина нон-фикшн, 2019. — 400 с. — ISBN 978-5-00139-092-3.

Грязная поверхность

Астронавты Аполлона – 14 сделали несколько фотографий, на которых запечатлен их лунный модуль Антарес (Antares), расположенный на лунном грунте — реголите. Это позволило специалистам на Земле сделать выводы, насколько он успешно справлялся со своими задачами, поэтому его последователь работал во время миссии Аполлон – 15 с увеличенной нагрузкой. Сама последующая миссия была продолжительнее этой, также к модулю добавили вагонетку. На фотографии вы можете рассмотреть пыль вокруг одной из ног модуля. Поскольку поверхность была порошкообразной, астронавты обнаружили, что реголит (лунная почва) отлично уплотняется всего в нескольких сантиметрах от поверхности.

Литература

• Andrew L. Chaikin. A Man On The Moon: The Voyages of the Apollo Astronauts. — Penguin, 2007. — 720 p. — ISBN 0-14-311235-X.
• David M. Harland. Exploring the Moon: The Apollo Expeditions. — Springer/Praxis Publishing, 1999. — ISBN 1-85233-099-6.
• Alfred M. Worden. Hello Earth; Greetings from Endeavour. — 1st ed. — Nash Pub, 1974. — 80 p. — ISBN 0-8402-1343-3.
• Alfred M. Worden. I Want to Know About a Flight to the Moon (Unknown Binding). — 1st ed. — Doubleday, 1974. — 64 p. — ISBN 0-385-05837-3.
• Alfred M. Worden with Francis French. Falling to Earth: An Apollo 15 Astronaut’s Journey to the Moon. — Smithsonian Books, 2011. — 304 p. — ISBN 978-1-58834-309-3.

Назад домой

На фотографии, сделанной из командного модуля, запечатлен момент возвращения Шепарда и Митчелла с лунной поверхности. Командный модуль претерпел некоторые изменения после почти фатального взрыва, повредившего кислородный резервуар и другие жизненноважные части космического корабля. Но Шепард заявил, что у него была уверенность, что НАСА и инженеры-конструкторы найдут решение проблемы. По его словам, сказанным во время исторического интервью в 1998 году, это добавило им немного комфорта и увеличило время для тренировок, но они были полностью уверены, что все проблемы разрешатся.

Транспортировка образцов породы

Из окна лунного модуля астронавты могли видеть Модульный транспортер (слева), предназначенный для перевозки оборудования. Он представлял собой небольшую тележку, которую презрительно называли «рикша». Обладая весом 26 фунтов (10,4 кг, по Земным меркам), она могла перевозить вес, четырехкратно превышающий ее собственный. «Рикша» был превосходным помощником для перевозки образцов породы и оборудования, необходимого для изучения поверхности Луны. Тем не менее, шероховатый ландшафт нашего космического спутника иногда становился причиной того, что транспортер застревал, заставляя Митчела и Шепарда от случая к случаю переносить его вручную над поверхностью.

Итоги полёта

Был восстановлен престиж американской космической программы, упавший после аварии корабля «Аполлон-13».

Была вновь продемонстрирована надёжность и эффективность ракетно-космического комплекса «Сатурн 5 — Аполлон». Отказы, наблюдавшиеся во время полёта, удалось успешно преодолеть, и они не помешали успеху полёта в целом.

Были вновь продемонстрированы преимущества исследования Луны с участием астронавтов, по сравнению с полётами автоматических аппаратов, отмечалось, что главными задачами полётов лунных экспедиций на кораблях «Аполлон» являются уже не технические, а научные задачи.

Была продемонстрирована отличная физическая подготовка и высокая квалификация астронавтов. В частности — физическая выносливость Шепарда, которому на момент полёта было 47 лет. Никаких болезненных явлений у астронавтов не наблюдалось. Шепард прибавил в весе полкилограмма (первый случай в истории американской пилотируемой космонавтики). За время полёта астронавты ни разу не принимали медикаментов.

В лунном камне под названием Большая Берта, доставленном астронавтами Аполлона-14 на Землю, удалось выявить циркон и определить возраст породы — примерно 4—4,1 млрд лет (или 4,51 млрд лет). Этот минерал образовался на Земле и был выбит с неё астероидом или кометой, после чего около 4 млрд лет назад прилетел на Луну, которая тогда была втрое ближе к Земле, чем сейчас.