АМЕРИКАНЦЫ НИКОГДА НЕ БЫЛИ НА ЛУНЕ. ЧАСТЬ 2. УТОЧНЕНИЕ ВЕРОЯТНОСТЕЙ.

На модерации Отложенный

Ракета космического назначения "Сатурн-5" на стартовом столе (изображение взято из открытых источников)Ракета космического назначения "Сатурн-5" на стартовом столе (изображение взято из открытых источников)

Здравствуйте, Уважаемые читатели!

Вашему вниманию предлагается вторая статья рубрики "Американская лунная эпопея". 

Вообще вторую статью я планировал посвятить космической радиации, но, в связи с некоторыми вопросами читателей посчитал необходимым сделать отдельные дополнения и уточнения.

1. В предыдущей статье я указал, что состоялся запуск пилотируемого космического аппарата «Аполлон-1», который окончился пожаром и гибелью членов экипажа. Один из читателей меня поправил, указав, что запуск КА "Аполлон-1" не состоялся в связи с тем, что 27 января 1967 года в ходе подготовки к первому пилотируемому полёту, запланированному на февраль 1967, на КА "Аполлон" случился пожар (причина - кислородная атмосфера), в результате которого погибли 3 астронавта. Поэтому поправляюсь, запуск "Аполлон-1" не состоялся. В данном случае я не считаю эту ошибку критической и не считаю, что она как-то влияет на введение в проблематику лунной эпопеи. А как Вы считаете, Уважаемые читатели?

2. В предыдущей статье я также указал, что в рамках программы "Аполлон" состоялось 12 суборбитальных полётов ракет-носителей серии "Сатурн". Читатель мне возразил, что их было 3.

Пришлось просмотреть источники и, к сожалению, в первой статье имеются некоторые неточности. Итак, согласно официальной версии, указанной здесь, состоялись:

- 1961-1963 годы - испытания РН "Сатурн-1":

27 октября 1961 года - Сатурн-СА1, суборбитальный полёт, максимальная высота полёта - 136 км;

25 апреля 1962 года - Сатурн-СА2, суборбитальный полёт, максимальная высота полёта - 105 км;

16 ноября 1962 года - Сатурн-СА3, суборбитальный полёт, максимальная высота полёта - 167 км;

28 марта 1963 года - Сатурн-СА4, суборбитальный полёт, максимальная высота полёта - 129 км;

29 января 1964 года - вывод на орбиту второй ступени РН "Сатурн-СА5".

- 1963-1966 годы - тренировочные полёты РН с КА типа "Аполлон":

28 августа 1963 года - полёт РН "Литтл Джой-2" с КА "Аполлон-QTV-1", суборбитальный полёт, максимальная высота полёта - 7 км;

7 ноября 1963 года - полёт системы аварийного спасения "Аполлон" с КА "Аполлон-РА-1", суборбитальный полёт, максимальная высота полёта - 2,8 км;

13 мая 1964 года - полёт РН "Литтл Джой-2" с КА "Аполлон-001", суборбитальный полёт, максимальная высота полёта - 5 км;

28 мая 1964 года - РН "Сатурн-1" вывела на орбиту макет КА "Аполлон" модель 1, после 54 витков КА вместе со второй ступенью РН вошёл в атмосферу;

18 сентября 1964 года - РН "Сатурн-1" вывела на орбиту макет КА "Аполлон" модель 2, после 59 витков со второй ступенью РН вошёл в атмосферу;

18 декабря 1964 года - полёт РН "Литтл Джой-2" с КА "Аполлон-002", суборбитальный полёт, максимальная высота полёта - 5 км;

26 июня 1965 года - полёт системы аварийного спасения "Аполлон" с КА "Аполлон-РА-2", суборбитальный полёт, максимальная высота полёта - 2 км;

20 января 1966 года - полёт РН "Литтл Джой-2" с КА "Аполлон-004", суборбитальный полёт, максимальная высота полёта - 23 км.

А также состоялось 3 полёта КА "Пегас" с макетами КА "Аполлон". Но они были орбитальными.

Таким образом, поправляюсь, в период с 1961 по 1966 годы состоялось 10 суборбитальных полётов КА серии "Аполлон", 3 орбитальных полёта РН "Сатурн-1", а также 3 орбитальных полёта макетов КА "Аполлон" с КА серии "Пегас". Для тех, кто не знает, поясняю, что суборбитальный полёт - это полёт по баллистической траектории со скоростью, меньшей, чем первая космическая.

Да, действительно, в первой статье имела место неточность. Однако я считаю, что данная неточность является несущественной и не влияет на сущность введения в проблематику лунной эпопеи. А как Вы считаете, Уважаемый читатель?

3. По существу вероятностей. В первой статье я привёл только итоговые значения всех 22 больших операций в рамках одного полёта ПКА "Аполлон" на Луну и обратно.

Читатель, не разобравшись в вопросе, необоснованно обвинил меня фактически в математическом подлоге. Я ему привёл примеры подсчёта вероятностей выполнения первых четырёх этапов полёта ПКА "Аполлон" и указал, что я привёл максимальные значения вероятностей каждого этапа с учётом полётов всех миссий "Аполлон". На это данный читатель в хамской форме обвинил меня в подлоге и придрался к тому, что я оставил не 2 знака после запятой, а 4-5. После этого за хамство я отправил его в бан.

Уважаемые читатели! Я ценю мнение каждого из Вас, но прошу Вас выражаться уважительно. На хамство я буду отправлять такого читателя в бан!

Что же, придётся подробно расписать получение вероятностей всех 22 больших операций в рамках одного полёта ПКА "Аполлон" до Луны и обратно. Также я внесу исправления в вероятности операций, круглив их до двух знаков после запятой в сторону увеличения, т.е. в более благоприятную сторону для НАСА. При этом я буду считать максимальную вероятность с учётом всех состоявшихся полётов ПКА "Аполлон".

1 этап - старт РН "Сатурн-5". Здесь мы считаем вероятность того, что РН успешно стартует и не взорвётся на стартовом столе или не останется стоят на стартовом столе. Данную вероятность я приведу до момента старта первой лунной миссии "Аполлон" только испытаний и стартов ракет космического назначения (т.е. это РН с КА и головным обтекателем) для пилотируемых полётов. До 1969 года СССР и США запланировали 115 испытаний с запусков ПКА, из них 7 планировавшихся пусков ракет окончились взрывами до момента отрыва ракет от стартовых столов. Таким образом, вероятность успешного старта "Аполлон-11" составляет 1-(7/115) = 0,9391… или 0,94. 

Я решил пересчитать эту вероятность по конец 1972 года, чтобы учесть полёты "Аполлонов". Здесь добавились ещё 14 планировавшихся пилотируемых полётов, из них 1 окончился взрывом РН на старте. Таким образом, пересчитаем, 1-(8/129) = 0,9379... или опять же округляем в лучшую для НАСА сторону и получаем опять же 0,94.

2 этап - вывод КА на околоземную орбиту. Здесь мы посчитаем вероятность того, что все 3 ступени РН "Сатурн-5" отработают и отключатся безаварийно. Здесь мы возьмём именно подготовку и полёты по программе "Аполлон" с РН "Сатурн-5" (мы не будем считать РН "Сатурн-1", поскольку это другая РН). Итак, 2 тестовых испытания – первые два запуска этой ракеты в 1968 и 1969 году в беспилотных вариантах – завершились «удачно» лишь в смысле отработки отдельных систем, но в целом программы вывода полезной нагрузки на планируемую орбиту не выполнены. 

После этого, согласно официальным данным, все пуски РН с выводом на орбиту полезной нагрузки происходили успешно. Это были запуски Аполлонов 8, и 10-17. Можно ещё приписать и запуск «Скайлэба». Т.о. за официальную историю эксплуатации «Сатурнов-5» имеем 12 запусков, из которых 2 – неудачные. Это означает, что вероятность успехов = 10/12 или 0,8333333... или, округлив в лучшую для НАСА сторону, получаем 0,84.

3 этап - полёт на опорной околоземной орбите. Здесь мы считаем вероятность того, что в течение 3 витков (если не улететь в течение этих трёх витков, то для разгона к Луне банально не хватит КРТ, поскольку в ходе вращения по околоземной орбите происходит интенсивное испарение жидкого водорода и жидкого кислорода из двигательных установок J-2), необходимых экипажу ПКА "Аполлон" для проверки систем и маршевого разгона к Луне, не произойдёт никаких аварий. 

Эти аварии могут произойти в результате взрывов третьей ступени вследствие смешивания водорода и кислорода вокруг данной ступени, а также в результате дестабилизации положения третьей ступени по причине её закручивания испаряющимися газами. При этом, чтобы максимально улучшить вероятности в пользу НАСА, мы пренебрегаем вероятностями возникновения всевозможных поломок на борту комплекса при проверке всех систем и при подготовке к выполнению манёвра разгона к Луны. 

Согласно официальной статистике НАСА до полёта ПКА "Аполлон-8" произведено 4 испытательных полёта РН "Сатурн-5" с движением третьей ступени с двигательной установкой J-2, 2 из которых окончились взрывом и 2 - падением в атмосферу. 2 последних испытания для улучшения статистики в пользу НАСА посчитаем удачными (взрывов и закручиваний не было). После этого состоялись безаварийные полёты третьей ступени РН "Сатурн-5" с ПКА "Аполлон-8, 10-17". Т.о. получаем всего 13 опорных полётов, из которых 2 -аварийные. Из этого следует, что вероятность безаварийного полёта на опорной околоземной орбите для третьей ступени РН составляет 11/13 = 0,84615..., или, округлив в лучшую для НАСА сторону, 0,85.

4 этап - Выполнение манёвра разгона к Луне. Результатом работы маршевого двигателя на этапе маневра, согласно данным НАСА, является приращение скорости от 7,9 до 11,8 км/с и превращение орбиты из эллиптической в параболическую. При этом двигатель J-2 должен был израсходовать 85 тонн КРТ. Здесь мы также для улучшения вероятности в пользу НАСА примем отсутствие технических проблем и то, что ориентирование произошло 100-процентно точно. 

Повторное включение двигателя J-2 в невесомости 4 раза не удалось, а потом, начиная с полёта ПКА "Аполлон-8", 9 раз удавалось. Всего 13 событий, из которых 9 – удачные. Т.о. надёжность при выполнении повторного включения двигателя J-2 составляет 9/13 = 0,69230… При этом оценим вероятность успешной отработки всего импульса в 0,99 и получаем в итоге 0,6854. Округляем в лучшую для НАСА сторону и получаем 0,69.

5 этап - Полёт к Луне. Здесь мы считаем вероятность безаварийного полёта ПКА "Аполлон" до Луны. Здесь также имеются ряд факторов риска, в частности, атмосфера из чистого кислорода весьма пожароопасна. Также возможны любые сбои систем жизнеобеспечения, связи, ориентации. Кроме того, ПКА "Аполлон" не имел средств компенсации солнечного разогрева корпуса аппарата, а также средств защиты от космической радиации (согласно техническим отчётам по лунному модулю (архивы NTRS), толщина стенок оболочки кабины экипажа и центральной секции взлётной ступени лунного модуля доходит до 0,065 дюймов (1,651 мм), материал - алюминий). Согласно официальной статистике НАСА, состоялось 9 полётов ПКА "Аполлон" к Луне, из них только на ПКА "Аполлон-13" произошёл взрыв кислородного бака. Т.о. вероятность безаварийного полёта к Луне составляет 8/9 = 0,888888.... или, после округления, 0,89.

6 этап - Отстыковка командного модуля. Согласно официальной версии НАСА командный модуль «Аполлона» мог поместиться в ракету «Сатурн-5» только в одном-единственном положении – маршевым двигателем к лунному модулю, т.е. вовнутрь. Таким образом, после выполнения разгонного манёвра для полёта к Луне в космосе якобы летела связка из нескольких частей пилотируемого комплекса, собранная в следующем порядке: третья ступень «Сатурна-5», посадочная часть лунного модуля, возвращаемая часть лунного модуля, командный модуль и спускаемый аппарат (для атмосферы Земли). Соединение лунного и командного модуля «Аполлона» осуществлялось с помощью своеобразного каркаса, которым служила обшивка ракеты «Сатурн-5». Соответственно, командный модуль необходимо было отделить от этого каркаса. По официальной версии расстыковка репетировалась в рамках "Аполлон-9" (на околоземной орбите с РН "Сатурн-1В") и в рамках "Аполлон-10". 

Возьмём статистику расстыковок в космосе в процессе выполнения пилотируемых полётов на советских ПКА серий «Восток», «Восход» и «Союз» с 1961 по 1972 годы. В указанное время советскими космонавтами произведено 17 расстыковок, из них только в ходе полёта Гагарина возникли проблемы. 

В данном случае я не беру статистику по КА "Джемини", поскольку в настоящее время всплыли факты об отсутствии этих космических полётов вообще. Кроме того, статистика стыковок-расстыковок КА "Джемини" гораздо хуже. Таким образом, вероятность безаварийной расстыковки командного и лунного модулей 16/17 = 0,9412... или, округляем опять же в лучшую для НАСА строну, 0,95.

7 этап - Пристыковка командного модуля другой стороной. Будем считать, что американцы в 1969-1972 годах, не имея в лунном модуле стыковочного узла, ухитрялись стыковаться во время полётов к Луне. Единственный вопрос состоит в том, какова средняя надежность данной технической операции в те времена. Эту величину мы можем примерно оценить, исходя из истории эксплуатации советского ПКА «Союз», изначально планировавшегося для использования в программах полётов к Луне. 

Советские космонавты произвели 5 стыковок, из которых 3 успешные, 2 неудачные. Статистику по КА "Джемини" не привожу по основаниям, указанным выше. Таким образом, вероятность успешной стыковки лунного и командного модулей 3/5 = 0,6.

8 этап - Отстыковка третьей ступени РН "Сатурн-5". По трассе Земля-Луна согласно легенде НАСА двигалась связка командного, лунного модулей «Аполлона» и третья ступень «Сатурна-5». При этом третья ступень «Сатурна-5» к этому моменту практически полностью израсходовала запас топлива, и от нее следовало избавиться. 

Если этого не сделать, мощности и/или запаса топлива в командном модуле не хватит для выполнения программы миссии. Ранее мы уже рассматривали вероятность успеха при отстыковке командного модуля. Будем считать и в данном случае, что третья ступень «Сатурна-5» могла бы без проблем покинуть комплекс и удалиться от него на безопасное расстояние с вероятностью 0,95.

9 этап - Выполнение манёвра выхода на орбиту Луны. Точный выход на селеноцентрическую орбиту согласно схеме полёта от НАСА должен быть подготовлен еще во время полёта по трассе Земля-Луна. Дело в том, что, отдаляясь от Земли, но находясь в сфере действия её тяготения, КА все время тормозится и его скорость относительно Луны снижается, поскольку выполняются коррекции направления полёта с помощью кратковременных включений маршевого двигателя в соответствующем направлении. 

При подлёте к Луне скорость КА сравнима со второй космической скоростью для Луны. Т.о. маршевый двигатель командного модуля должен погасить скорость всей связки модулей, доведя её до первой космической для Луны, т.е. приблизительно до 1.7 км/с. При этом нужна высокая точность, чтобы не промахнуться мимо Луны и не упасть на ее поверхность. Оценить вероятность успешного выполнения такого манёвра мы можем, взяв официальные данные по полётам на Луну советских КА серий "Луна" и "Зонд" и американских КА серий "Пионер", "Рейнджер", "Лунар Орбитер", "Сервейер" и "Аполлон" за период 1959-1972 годов. 

Всего за указанный период осуществлено 55 выходов на орбиту Луны, 41 из них были успешными. Таким образом получаем вероятность выхода ПКА "Аполлон" на селеноцентрическую орбиту 41/55 = 0,7454545.... или, округлив в сторону НАСА, получаем 0,75. Мне пришлось уточнить, поскольку в предыдущем варианте были взяты только "Луна" и "Сервейер".

10 этап - Отстыковка командного модуля. В полёте на селеноцентрической орбите находилась связка модулей: посадочный лунный-возвращаемый лунный-земной спускаемый-командный модули. При этом после отделения третьей ступени РН «Сатурн-5», перестыковки командного модуля и выхода орбиту Луны должны были состояться ещё 2 важных события, которые мы в данном исследовании будем попросту игнорировать (в том смысле, что их надёжность мы примем равной 1). 

Эти события: процесс шлюзования между возвращаемым лунным модулем, земным спускаемым аппаратом и внутренним рабочим отсеком командного модуля ПКА «Аполлон», а также переход двух астронавтов в лунный модуль. Если бы в процессе данных операций произошли какие-либо проблемы, посадка на Луну стала бы невозможной. Но, повторюсь, будем игнорировать эту вероятность в пользу НАСА. Также напоминаю, что для всех отстыковок модулей ПКА «Аполлон» в процессе выполнения пилотируемых миссий к Луне мы условились применять уровень надежности на уровне 0,95.

11 этап - Торможение для схода с орбиты Луны. Задача схода с орбиты Луны подразумевает собой отвод командного модуля от связки лунных модулей на безопасное расстояние и правильное выполнение тормозного импульса с помощью маршевого двигателя лунного модуля, который должен с помощью многократных включений-выключений гасить скорость от 1.7 км/с практически до нуля в зависимости от высоты над поверхностью Луны. 

Процесс схода с орбиты Луны значительно отличается от процесса схода с орбиты Земли, поскольку у Луны нет атмосферы, поэтому сбрасывать скорость возможно только лишь с помощью маршевого двигателя посадочной лунной ступени при активном участии двигателей ориентации. Я возьму только официальную американскую статистику сходов КА серий "Сервейер" и "Аполлон" с селеноцентрической орбиты за период 1965-1972 годы, поскольку если учитывать здесь ещё и советские сходы с орбиты, то вероятность значительно снизится. 

Всего за это время состоялось 13 попыток мягкой посадки американских КА на поверхность Луны, из них, 1 сход окончился неудачей, 12 - успешные. Таким образом, получаем вероятность безаварийного схода с селеноцентрической орбиты лунного модуля ПКА "Аполлон" 12/13 = 0,923076..., или, округлив в лучшую сторону для НАСА, 0,93.

12 этап - Мягкое прилунение. Статистика мягких посадок автоматических аппаратов на Луну по состоянию на первую половину 70-х годов даже еще хуже, чем статистика выполнения сходов с окололунной орбиты. Для КА серии «Луна» это 7/12 = 0,58383..., а для «Сервейеров» — 5/7 = 0,714… Достаточно сказать, что для КА «Луна» мягкая посадка покорилась только с восьмой попытки! Поэтому возьмем статистику только по американским КА серий "Сервейер" и "Аполлон", как наиболее благоприятную. Т.о. всего было 13 прилунений американских КА, из них 11 - успешные, 2 - неудачные. Получаем, 11/13 = 0,84615... или, округлив в лучшую для НАСА сторону, получаем 0,85.

13 этап - Выход и пребывание на поверхности Луны двух астронавтов. успех данного этапа складывается из двух основных составляющих:

- во время пребывания на Луне астронавты по легенде НАСА спали, ели в лунном модуле, потом выходили на лунную поверхность, бегали, прыгали, падали, катались на машинке, возились с некой научной аппаратурой и без проблем возвращались в лунный модуль, задраивая за собой тот люк, в который астронавт с ранцем жизнеобеспечения на самом деле просто не пролазит…

- в то же самое время на орбите Луны летает командный модуль ПКА «Аполлон» с одним астронавтом, причем никаких проблем во время этого полета тоже не происходит.

Официальная позиция НАСА состоит в том, что все шесть удачных лунных экспедиций не встретили на данном этапе никаких проблем. Мы, как всегда в этом разделе, согласимся с версией НАСА. Более того, мы осмелимся предположить, что, даже если бы после этого были осуществлены еще 93 аналогичные экспедиции, то во всех 99 попытках на данном этапе проблем бы не возникло. 

И лишь только в сотой по счету экспедиции возникла бы критическая проблема. Т.о. мы считаем, что вероятность безаварийного пребывания астронавтов на Луне 0,99, а также вероятность безаварийного вращения командного модуля по селеноцентрической орбите 0,99. Таким образом, вероятность безаварийного пребывания астронавтов на Луне составляет 0,99 * 0,99 = 0,9801, округляем и получаем 0,98.

14 этап - Старт с поверхности Луны. Официальная статистика - 4 старта с Луны КА серии "Луна", из них 3 успешных, также 6 успешных стартов ПКА "Аполлон" с поверхности Луны. Т.о. вероятность успешного старта с поверхности Луны КА "Аполлон" 9/10 = 0,9.

15 этап - Выход лунного модуля на орбиту Луны. Выход на некую селеноцентрическую орбиту не является достаточным условием для успешного выполнения данного этапа. Лунный модуль должен выйти на орбиту не только с заданными параметрами, но также именно в такое место и время, чтобы его полёт проходил практически синхронно с командным модулем, а расстояние между модулями не превышало нескольких километров. Для этого необходимо чтобы:

  • старт был осуществлен с точностью до секунды;
  • тяга маршевого двигателя не должна отклоняться от расчетной;
  • компьютер возвращаемого лунного модуля должен оперативно обрабатывать данные от оптических сенсоров и системы пеленгации, чтобы выдавать микродвигателям ориентации команды на выполнение импульсов, подправляющих направление разгона;
  • все 16 микродвигателей ориентации должны работать идеально: включаться и выключаться в положенные моменты и выдавать в промежутках между ними положенное количество импульса.


Если не выполняется хотя бы одно из этих условий, ПКА не выйдет на расчетную траекторию и в этом случае о возвращении астронавтов на Землю можно забыть. Но даже при полном выполнении всех вышеназванных условий выход на орбиту вокруг Луны с необходимой точностью на самом деле, как оказалось в первом десятилетии ХХI века, является нетривиальной задачей. 

Дело в том, что перед выполнением миссий "Аполлон" у НАСА не было т.н. гравитационной карты для данного небесного тела. А когда эту карту стало возможным сделать, оказалось, что перепады силы притяжения над разными участками Луны имеют довольно существенные значения. Во всей истории мировой космонавтики только астронавтам на ПКА "Аполлон" необходимо было выводить космический корабль на окололунную орбиту из статического положения на поверхности Луны. 

Советские «Луны», занимавшиеся доставкой проб лунного грунта на Землю, были избавлены от необходимости выполнять такой манёвр, поскольку они сразу выходили на траекторию полёта к Земле. Исходя из того, что никакой статистики по выводам аКА с поверхности Луны на окололунную орбиту, кроме официальной версии НАСА, мы примем оценку вероятности успешного выполнения данного этапа на уровне 0,99.

16 этап - Поиск, сближение и стыковка с командным модулем. Для осуществления стыковки с командным модулем необходимо:

  • вывести лунный модуль на селеноцентрическую орбиту на расстояние несколько километров от командного модуля;
  • найти командный модуль;
  • серией включений-выключений маршевого и корректировочных двигателей сблизить лунный модуль с командным;
  • осуществить стыковку лунного и командного модулей.

Здесь мы примем вероятность выполнения первых трех операций, равной 1, а вероятность стыковки примем такую же как и для всех подобных операций 0,6.

17 этап - Переход экипажа в командный модуль и его отстыковка. По техническим условиям полёта только командный модуль способен перейти с окололунной орбиты на траекторию полёта к Земле. Если же к нему будет пристыкован лунный модуль, этот манёвр не получится – КРТ не хватит. Но перед отстыковкой двум астронавтам нужно было покинуть лунный модуль и через люк перейти на борт командного модуля ПКА «Аполлон» сквозь помещение спускаемого аппарата. 

Т.о. вероятность успешного выполнения этого этапа состоит из вероятности успешного перехода астронавтов с одного модуля на другой после стыковки (2/3 = 0,66666...) и успешной отстыковки лунного модуля (ранее нами дана оценка на уровне 0,95), итого 0,67 х 0,95 = 0,6365. Однако, как мы ранее условились, оценки различных неосновных аспектов мы трактуем в пользу НАСА. 

В данном случае предположим, что с выполнением всех штатных операций после стыковки у них никаких проблем никогда не возникало. И оценим максимальную вероятность успешного выполнения данного этапа только с учетом операции расстыковки, которую мы уже раньше определили на уровне 0,95.

18 этап - Маневр разгона к Земле. Данный этап состоит из следующих подэтапов:

  • точное ориентирование ПКА на Землю;
  • своевременное включение маршевого двигателя командного модуля;
  • работа маршевого двигателя на номинальной тяге положенное время;
  • своевременное выключение маршевого двигателя.


При этом после покидания орбиты Луны со скоростью свыше 2,4 км/с пилотируемый корабль, двигающийся по направлении к Земле по инерции, ускоряется до второй космической скорости для Земли, т.е. свыше 11 км/с. Он находится в сфере действия тяготения Земли согласно данным официальной физики на протяжении 5/6 своего пути, постоянно увеличивая свою скорость, и, соответственно, кинетическую энергию. 

Если окажется, что командный модуль отклоняется от идеальной траектории, то корректировать направление движения уже нечем – горючее для маршевого двигателя полностью израсходовано, а мощности двигателей ориентации для решения данной задачи недостаточно. Тем не менее, НАСА утверждает, что во всех 8 пилотируемых полётах к Луне, использовавших некоторое время окололунную орбиту, данный манёвр был выполнен настолько безупречно, что надобности в существенных корректировках направления полёта при приближении к Земле не было. 

В данном случае у нас также нет ни одного аналогичного достижения мировой космонавтики. Поэтому оценить вероятность успешного исхода такого манёвра на примере реально существовавших аналогичных по своему предназначению систем мы не можем. Как мы уже договаривались, в таком случае мы принимаем максимально допустимую вероятность успешного выполнения данного этапа миссии, которую принимаем равной 0,99.

19 этап - Полёт к Земле. После разгона американские астронавты согласно данным НАСА без единой технической проблемы пролетают девять раз от Луны к Земле внутри командного модуля. Представим, что таких полётов на предлагаемой НАСА технике можно удачно выполнить 99 из 100. И, т.о. оценим надёжность выполнения этого этапа экспедиции 0,99.

20 этап - Отстыковка спускаемого аппарата. Связка командного модуля и спускаемого аппарата приближается к Земле со скоростью свыше 11 км/с. Этот комплекс имеет очень «корявые» аэродинамические свойства, поскольку предназначен для полётов в космосе, а не в атмосфере. Кроме того, внутри него – чистый кислород при давлении 0,3 атм., а стенки очень тонкие, около 1,5 мм. 

Спускаемый аппарат ПКА «Аполлон», по официальным данным НАСА, имел необходимые прочность и аэродинамические качества, позволявшие ему совершать успешные торможения в атмосфере от второй космической скорости по двухнырковой схеме. Астронавты должны были покинуть командный модуль, разместиться в этом спускаемом аппарате, там закрепиться и отстыковать его. Но эта отстыковка должна была произойти после того, как с помощью командного модуля якобы совершались последние коррекции направления полёта, позволявшие выйти на необходимый угол вхождения в атмосферу. 

Очевидно, что собственно на отстыковку у экипажа оставалось в каждом случае лишь пару минут. А после отстыковки исправить угол вхождения в атмосферу невозможно, поскольку капсула для спуска в атмосфере не имеет ни двигателей, ни аэродинамических рулей. Как уже было ранее сказано, максимальную вероятность успешной отстыковки разных частей ПКА «Аполлон» друг от друга мы оценили в 0,95. Игнорируя всю остальные технические проблемы этого этапа от НАСА в смысле принятия её надежности равной единице, примем это же значение 0,95 и на этот раз.

21 этап - Торможение в атмосфере Земли. Двухнырковая схема торможения в атмосфере теоретически даёт возможность избежать закритических перегрузок, производя торможение в два этапа, на протяжении которых перегрузки не должны превышать 7-8G. Однако в таком случае необходимо исключительно точно подобрать угол входа в атмосферу – порядка -5,5 градусов относительно линии местного горизонта, – а для этого технологии ни тогда, ни сейчас не существует. 

Кроме этого, при попадании в коридор входа, при котором торможение осуществляется по двухнырковой схеме, существенную роль играют уже угловые минуты и атмосферная ситуация в более плотных слоях атмосферы, вследствие чего точка посадки может отстоять от расчетной на расстояние до 10 тысяч километров. Если же угол входа в атмосферу будет меньше -5 градусов, капсула «чиркнет» о верхние слои атмосферы и перейдёт на высокоэллиптическую орбиту, снять астронавтов с которой даже сейчас не было бы никакой возможности. 

Таким образом, способ возвращения на Землю, описанный в официальной документации НАСА, совершенно не пригоден для пилотируемой экспедиции. Но, официальная позиция НАСА гласит, что все 9 пилотируемых экспедиций, которые возвращались от Луны к Земле со второй космической скоростью, успешно тормозили в атмосфере и не имели на данном этапе никаких проблем. Примем вероятность выполнения торможения в атмосфере для спускаемого модуля ПКА "Аполлон" равной 0,9.

22 этап - Мягкое приземление. Американские астронавты вообще не испытывали никаких проблем на протяжении всей экспедиции, в том числе, на её конечной стадии – приземлении. На протяжении 1961-1971 годов всего было выполнено 18 пилотируемых полётов на КА серий «Восток», «Восход» и «Союз», 2 из которых закончились гибелью экипажей на этапе спуска в нижних слоях атмосферы. 

Таким образом, по состоянию на конец 1972 года надёжность выполнения мягкой посадки спускаемого аппарата с экипажем, возвращаемого из космоса с первой космической скоростью, составляла 16/18 = 0,88888... Мы примем это значение и для предлагаемых НАСА посадок ПКА "Аполлон", возвращаемых в атмосферу Земли со второй космической скоростью, поскольку их надёжность никак не может быть выше по вполне очевидным причинам. Таким образом, максимальная вероятность успешного выполнения последнего этапа экспедиции "Аполлон" составляет 0,89.

Считаем вероятность успешного выполнения одной миссии программы "Аполлон": 0,94 * 0,84 * 0,85 * 0,69 * 0,89 * 0,95 * 0,6 * 0,95 * 0,75 * 0,95 * 0,93 * 0,85 * 0,98 * 0,9 * 0,99 * 0,6 * 0,95 * 0,99 * 0,99 * 0,95 * 0,9 * 0,89 = 0,049117... или, после округления получаем 0,05. Т.о. расчёты, приведённые мной в первой статье подтвердились и являются правильными.

Повторяю, что я взял максимальные вероятности для каждого этапа одного полёта с учётом всех состоявшихся лунных экспедиций ПКА серии "Аполлон".

Уважаемые читатели! Прошу прощения за столь длинный текст! Спасибо за внимание!

Продолжение следует!