Были ли американцы на Луне? Опрос

Спускаемые аппараты (СА) космических кораблей обычно имеют форму усеченного конуса, который, снижаясь, движется широким концом вперед. При этом лобовая (то есть, передняя по ходу движения) стенка имеет форму сегмента сферы относительно небольшой кривизны. При снижении в атмосфере за счет смещенного от продольной оси центра тяжести у такого аппарата возникает подъемная сила, которая позволяет уменьшить скорость снижения и снизить перегрузки для экипажа. При входе с первой космической скоростью перегрузки обычно составляют прибл. 4 g. Происходит управляемый, за счет изменения угла крена, планирующий спуск. Так и ныне возвращаются с МКС.
Такой прямой планирующий спуск осуществляли, согласно их описаниям, и аполлоновы СА, в отличие от того, который в этой статье называется "скользящим" (и который подразумевает отскок от атмосферы).

Мы называем (следуя современной терминологии НАСА в этой статье) аполлоновский спуск "прямым", потому что происходит однократный вход в атмосферу. Тот профиль входа у Аполлонов, который в одной из научных работ НАСА определен как "двойной нырок", представляет собой незначительный изгиб траектории без выхода из атмосферы (Кауа, 2008). С помощью двигателей ориентации угол крена, а, следовательно, и подъемная сила при полете СА Аполлонов в атмосфере, могли регулироваться, что, в принципе, позволяло экипажу проводить управляемый спуск по траектории с небольшим изгибом.

Рис. 1. Здесь синим показан прямой вход Аполлона; красным - скользящий вход с отскоком, как у Зондов, который рекомендуется, согласно этой статье, в современных сценариях возвращения с Луны. [Кауа, 2008]
Как разъясняется в статье Ф. Кутса, теперь подход НАСА принципиально изменился. В современном представлении специалистов НАСА, при возвращении с Луны лишь изгиба траектории в пределах атмосферы оказывается недостаточно, т. к. при второй космической скорости входа в атмосферу существенно возрастают требования к тепловой защите пилотируемого СА и, вместе с тем, максимально допустимые перегрузки накладывают свои ограничения.

Рис. 2. Типичные перегрузки при торможении - по высоте над Землей;
синим - это то, что можно было ожидать для СА Аполлона;
красным - рекомендуемый теперь скользящий спуск с отскоком [Кауа, 2008]
В СССР была разработана методика т. н. "скользящего" спуска, при котором при первичном входе в атмосферу происходит частичное гашение скорости, и затем происходит отскок (рикошетирование) СА за пределы атмосферы, за время которого СА также успевает достаточно остыть, чтобы потом вновь погрузиться в плотные слои.

Рис. 3. Скользящий вход с отскоком. Уровень 1-2-3 есть интерфейс входа на высоте примерно 120 км. Длина участка от точки входа 1 до точки повторного входа 3 достигает 10 000 км вдоль поверхности Земли. (Попов Е.И. Спускаемые аппараты. / М.: "Знание", 1985.)


Рис. 4. То же, что и Рис.3, но из диссертации [Кауа, 2008].
Вместе с тем, нет документальных материалов, которые бы демонстрировали понимание такого решения в конце 60-х годов американскими специалистами. Они всегда говорили об узком "коридоре" входа и об опасности рикошета от атмосферы. Предположительно, математики НАСА в те далекие годы в поспешности просто сходу отмели вариант отскока, потому что он представлял, по сути, то страшное, чего надо бояться в первую очередь: неконтролируемое возвращение на Землю аппарата после отскока; они, по-видимому, не рискнули положиться на вариант контролируемого второго входа - более тонкое решение, за осмысление которого честь и слава советским математикам.

Скользящий вход был успешно опробован на практике советскими специалистами при возвращении после облета Луны космических аппаратов "Зонд-6" и "Зонд-7" в 1968-69 гг., то есть в то же время, когда состоялись, как было заявлено, полеты первых Аполлонов к Луне. При первом погружении в атмосфере скорость СА была снижена до 7,6 км/с, а потом - по методике посадки корабля "Союз". В ходе полетов "Зондов" была продемонстрирована возможность успешного возвращения на Землю живых существ - черепашек - после полета к Луне.

Использованная литература:

Космические аппараты. Под редакцией проф. К. П. Феоктистова / М.: Военное Издательство, 1983.
http://12apr.su/books/item/f00 ... shtml
Б. Коновалов. От Луны на Землю. Беседа с академиком Г.И. Петровым / «Известия», 19 ноября 1968 г.
http://epizodsspace.airbase.ru ... .html