Астронавты программы «Аполлон» – герои или безумцы? Вернер Фон Браун – гений или преступник?

В 1969 году разработанная штурмбаннфюрером СС Вернером фон Брауном ракета «Сатурн-5» доставила к Луне корабль «Аполлон», и американец Нил Армстронг первым ступил на поверхность спутника Земли. За этот полёт Браун был награждён медалью NASA «За выдающуюся службу». Однако уже в следующем 1970 году фон Браун, к тому времени директор NASA и начальник космодрома на мысе Канаверал, впадает в немилость. С января 1970 года - он всего лишь заместитель помощника администратора НАСА по планированию пилотируемых космических полётов, а в 1972 году и вовсе покидает космическое агентство. Так кто же он был, этот немец, гений и преступник? И совершил ли он то, что обещал Джону Кеннеди? Ведь многие люди до сих пор считают, что полёты людей на Луну – это величайшая мистификация ХХ века. И кто тогда американские астронавты – герои, безумцы или проходимцы? Отложим пока в сторону версию об эпическом обмане всего человечества. Давайте рассмотрим риски, с которыми неминуемо должна была столкнуться программа такой сложности.

Эта история началась 4 октября 1957 года. С космической орбиты начал подавать сигналы первый советский спутник. У американцев проектами межконтинентальных ракет и орбитальными спутниками занималась конструкторская группа ВМФ США. Но их проект провалился. Их ракета взлетела только на 1 метр.

Работа над новой ракетой поручили бывшему нацисту, члену СС, сдавшемуся в 1945 году американцам, немецкому конструктору Вернеру фон Брауну. В 1960 году он стал директором Центра космических полётов NASA. Фон Браун работал с напряжением всех сил, надеясь первым вывести в космос человека.

5 мая 1961 года ракета Вернера фон Брауна «Редстоун» позволила американцу Алану Шепарду совершить первый суборбитальный полет. Но немец проиграл — за три недели до него, 12 апреля 1961 года Сергей Королев на «Востоке» отправил Юрия Гагарина в полноценный орбитальный полет.

Президент США Джон Кеннеди провозгласил, что в ответ Америка должна первой достигнуть Луны. На эту программу Вернер фон Браун получил невероятные средства, которые были несопоставимы с тем, что имел Королев в Советском Союзе. Началась великая Лунная гонка.

К сожалению, в январе 1966 года Королев ушел из жизни. 27 марта 1968 года гибнет Гагарин. Да и Джона Кеннеди уже нет.

Но в 1969 году разработанная Вернером фон Брауном ракета «Сатурн-5» доставила к Луне корабль «Аполлон», и американец Нил Армстронг первым ступил на поверхность спутника Земли. За этот полёт Браун был награждён медалью NASA «За выдающуюся службу». Но уже в 1970 году Вернер фон Браун, к тому времени директор NASA и начальник космодрома на мысе Канаверал, впадает в немилость. С января 1970 года — он всего лишь заместитель помощника администратора НАСА по планированию пилотируемых космических полётов, а в 1972 году и вовсе покидает космическое агентство.

Так кто же он был, этот немец, гений и преступник? И совершил ли он то, что обещал Джону Кеннеди? Ведь многие люди до сих пор считают, что полёты людей на Луну это величайшая мистификация 20 века. И кто тогда американские астронавты – герои, безумцы или проходимцы?

Отложим пока в сторону версию об эпическом обмане всего человечества. Давайте рассмотрим риски, с которыми неминуемо должна была столкнуться программа такой сложности.

Ракета и её двигатели

Для доставки миссии с людьми на Луну, нужна была ракета огромной грузоподъемности. Она называлась «Сатурн-5». Основой её были супермощные однокамерные двигатели F-1, конструкции фон Брауна, каждый развивающий тягу 690 тс. Однокамерные двигатели имели серьёзные проблемы с нестабильностью процесса горения, которые иногда приводили к катастрофическим авариям. Инженеры в СССР отказались от такой конструкции. Сопоставимый по мощности (740 тс), но гораздо более поздний РД-170, используемый в ракете «Энергия», имел четыре камеры сгорания. Лунная ракета СССР, Н-1, испытываемая в то время, имела 30 двигательных установок. И она взрывалась на старте все 4 раза, когда пыталась взлететь. Фон Браун как-то решил эту проблему. И хотя некоторые экземпляры F-1 до сих пор хранятся в музеях, такой тип двигателей больше нигде не применяется.

Ракета «Сатурн-5» остаётся самой грузоподъемной, наиболее мощной, самой тяжелой и самой большой из созданных на данный момент человечеством ракет, выводивших полезную нагрузку на орбиту. Она могла вывести на низкую околоземную орбиту 141 т (эта масса включает в себя корабль «Аполлон» и массу последней ступени с остатками топлива для разгона к Луне), и на траекторию к Луне 47 т полезного груза (65,5 т вместе с 3-й ступенью носителя).

Первый испытательный полёт был совершён 9 ноября 1967 года. Второй полёт был 4 апреля 1968 года, и он был неудачным. Во время работы первой ступени через 2 минуты полёта возникли вибрации, превышающие нормы. Через 4 минуты 38 секунд полёта возникают проблемы в работе второй ступени. Затем на второй ступени отключились два двигателя. После двух витков на низкой орбите, должен был повторно включиться двигатель третьей ступени. В лунных экспедициях это включение отправляло корабль с астронавтами к Луне. Однако двигатель повторно включить не удалось, и корабль был отделён от третьей ступени на низкой орбите. Было израсходовано почти всё топливо, и это не позволило в дальнейшем разогнать корабль на нисходящей ветви до второй космической скорости. Скорость входа в атмосферу составила приблизительно 10,0 км/с, на 1,2 км/с меньше расчётной, а место посадки отклонилось на 600 км.

Из-за целого ряда сбоев, специалисты НАСА официально признали итоги полёта не достигшими поставленных целей (“not a success in accordance with . . . NASA mission objectives”).

В советской пилотируемой программе было принято правило: пилотируемый полёт возможно осуществить только после проведения трёх полностью успешных «зачётных» беспилотных отработочных полётов. Один раз это правило было нарушено (торопились запустить корабль «Союз» к годовщине революции), и погиб космонавт Комаров.

У американцев подобного правила, наверное, не было. Потому что, после неудачного испытания «Сатурна-5» с беспилотной миссией «Аполлон-6», они помещают в «Аполлон-8» троих астронавтов и отправляют их вокруг Луны! Вот он, пример величайшего героизма американских астронавтов и величайшего авантюризма руководителей американской космической программы, включая фон Брауна!

Но это ещё не всё.

Командный модуль и атмосфера в нём

Какой бы ни была мощной ракета фон Брауна, приходилось облегчать все конструкции, экономить каждый килограмм. Отчасти для этого была выдвинута оригинальная идея – заставить дышать астронавтов не обычным воздухом, в котором кислорода только 21%, а чистым кислородом, но при уменьшенном давлении. Это позволяло сделать тоньше стенки орбитального модуля и уменьшить его вес. Во время полёта в вакууме рабочее давление в кабине составляло примерно 1/3 атмосферы. Однако во время тренировок на земле и при подготовке к старту использовать пониженное давление внутри закрытой кабины было нельзя, так как корабль был рассчитан на избыточное давление изнутри, а не снаружи.

Но кислород, как известно, сильнейший окислитель. И во время подготовки к первому пилотируемому полёту по программе «Аполлон», планировавшемуся на 21 февраля 1967 года, на борту корабля случился сильный пожар, и весь экипаж погиб. В огне погибли астронавты В. Гриссом, Э. Уайт и Р. Чаффи. После злополучного пожара директор департамента пилотируемых полётов НАСА Джозеф Ши, ответственный за разработку космических аппаратов «Аполлон», был отстранён от проекта, а пилотируемые полёты по программе были задержаны на полтора года.

Расследование, проведённое после катастрофы, показало, что некоторые материалы (в частности, застёжки-липучки), вполне безопасные в обычном воздухе, становятся крайне пожароопасными при большом давлении кислорода.

Непосредственной причиной возгорания, вероятно, послужила искра или короткое замыкание в электропроводке. Комиссия, проводившая расследование, выявила несколько потенциально опасных мест в конструкции корабля. После возгорания огонь распространялся очень быстро и повредил скафандры астронавтов. Сложная конструкция люка и его замков не позволила экипажу при сложившихся обстоятельствах спешно открыть люк изнутри. Комиссия установила, что астронавты погибли от отравления продуктами горения через 14 секунд после начала пожара.

Не смотря на это, решение летать в атмосфере чистого кислорода при пониженном давлении оставили без изменений. Доработали конструкцию корабля, снизив горючесть материалов и возможность КЗ.

Но всё равно, летать в таких кораблях – нужно было быть героями или безумцами! А конструкторам кораблей нужно было быть везунчиками! В дальнейшем, в шаттлах, уже использовалась обычная атмосфера.

Лунный модуль. Теснота

Здесь риск был особенно велик. Дело в том, что из-за отсутствия систем автоматического управления посадочный модуль садился на Луну в ручном режиме. Беспилотных испытаний, обязательных в таких случаях, не было! Лунный модуль без риска для экипажа ни разу не садился на Луну и не взлетал с Луны! Какими же храбрецами были Нил Армстронг и Баз Олдрин!

Лунный модуль в разрезе

А потом, взлетев с Луны, нужно было как-то найти командный модуль, который кружил где-то вокруг Луны среди мириад звёзд и, опять же, в ручном режиме состыковаться с ним.

И делать это предстояло в условиях ужасной тесноты. Приведу лишь один факт, на который я обратил внимание сам. Рост первого человека, якобы ступившего на Луну, Нила Армстронга, 180 см. Его высота в скафандре (в шлеме и в калошах) 195 см. (См. рис. 1.)

Рис. 1

Рис.2. Жёлтым выделены антенны

Учтите также, что для выхода на поверхность Луны необходимо было в достаточно жестком скафандре, находящемся под избыточным давлением, наклониться и открыть люк, который расположен под пультом управления на уровне ног.

Рис.3. Передняя часть отсека. Внизу – выходной люк

Рис.4. Двое перед выходом с научной аппаратурой, которую нужно установить на поверхности Луны

Рис. 5. Попытка выйти.Оранжевая линия – ступенька перед задним отсеком. Где разместиться второму?

А при возвращении протиснуться в этот люк (с рюкзаком системы жизнеобеспечения, фото или кинокамерой на груди, с образцами камней), войти в модуль ОБОИМ, закрыть герметично за собой люк, отряхнув его от лунной пыли, заполнить модуль кислородом, убедиться, что нет течи, и только после этого снять шлем!

Рис. 6. Сложности выхода и входа. Нужно сильно прогнуться назад. Люк размером 80х80 см

Как в этой тесноте снять, или одеть комбинезон? Куда его положить? Как натянуть гамак и отдыхать в нем? Про проблемы гигиены и туалета я скромно промолчу. С такой мелочью герои, конечно, как-то справлялись, хотя санузла у них никакого не было.

Рис. 7. У астронавтов были гамаки и в таком положении они отдыхали. Жёлтым выделены антенны. Они были гибкие, но, наверное, за всё цеплялись. Скафандр можно было снять, но куда его положить?

У вас когда-нибудь были приступы клаустрофобии? Вы застревали в лифте с толстым попутчиком? Тогда вы должны понять героизм этих людей. Юджин Сернан и Харрисон Шмит провели на Луне 75 часов (больше трёх суток!) в такой тесноте, а экипаж «Аполлона-13» и вовсе втроём (!) трое суток (!) находились в лунном модуле, когда из-за аварии вынуждены были покинуть командный отсек.

Рис. 8. Экипаж “Аполлона-13” втроём в лунном модуле провели трое суток. Из за отсутствия реальных видео и фотоматериалов, все фотографии являются макетами, сделанными в Фотошопе

Итак: не хватило горючего для посадки – погибли. Разгерметизировался скафандр – погибли. Не герметично из-за лунной электростатической пыли закрылся выходной люк – погибли. Что-то не сработало в стартовом двигателе, на котором они практически сидели – погибли. Не сработал пиропатрон, разделяющий посадочную и взлётную ступень – погибли. Взлетели и не нашли в бескрайнем космосе командный модуль – погибли. Не смогли состыковаться, например не хватило горючего на маневры – погибли.

Астронавты – супергерои! А те, кто их туда послал на не испытанной технике? Авантюристы? Или садисты?

Пребывание за пределами магнитосферы и солнечная радиация

Как известно, планета Земля обладает магнитным полем. Оно не только помогает нам ориентироваться на местности с помощью компаса, но и защищает планету от губительных космических лучей и последствий вспышек на Солнце. Миллионы лет вся эволюция растительного и животного мира шла в условиях магнитного поля Земли.

Магнитное поле Земли

Перед тем как впервые отправить людей в стратосферу, американцы отправили туда обезьяну. Перед первым орбитальным полётом астронавта, два витка над Землёй тоже совершила обезьяна. В СССР перед Гагариным в космос были отправлены собаки. Но вот странность, перед первым полётом людей за пределы земной магнитосферы американские конструкторы не стали проверять воздействие «глубокого» космоса на высших животных, а сразу отправили вокруг Луны трёх человек! Мало того, что экипаж «Аполлона-8» рисковал, стартуя на ракете, которая перед этим провалила испытания, так и ещё они исполняли роль подопытных животных!

Может быть просто пожалели обезьянку? Но нет. За три недели до того, как первый американский человек ступил на Луну (Аполлон-11) на орбиту был запущен «Биоспутник-3», с обезьяной на борту. Полет был прекращен уже через девять дней после старта, и обезьяна умерла вскоре после возвращения на Землю. Жалко, конечно, обезьянку, но – ЗА ТРИ НЕДЕЛИ! До Аполлона-11! Да если бы даже обезьяна не умерла, нужно было бы, хоть полгода за ней понаблюдать! А если умерла – отменить полёт людей. Но нет, они уже на Аполлоне 8 и 10 людей вокруг Луны отправили. Без всяких опытов над обезьянами! Астронавты, конечно, герои, но руководители полётов – безумцы и преступники!

Есть ещё один фактор риска. Это солнечная радиация. В периоды спокойного Солнца она не велика и не опасна. Но у Солнца есть 11-летний цикл солнечной активности. Периодически на Солнце появляются «пятна» и происходят гигантские выбросы солнечного вещества, протуберанцы. Когда и куда будет направлен поток смертельных частиц – предугадать никто не может. Радиоактивная опасность в космосе повышается в тысячу и, иногда, даже в десять тысяч раз. Нас на Земле от этих смертоносных потоков защищает наше магнитное поле Земли. Это выражается в так называемых «магнитных бурях». Астрономы видят вспышку на Солнце и предупреждают нас, что через три-четыре дня (время, пока частицы летят от Солнца до Земли) нас побеспокоит магнитная буря.

Солнечный протуберанец

Этот процесс развивается волнообразно. За 11 лет активность Солнца проходит «круг» от максимума вспышек, через минимум (вспышек почти нет) до нового максимума. Самые мощные вспышки бывают в год максимума и четыре года после. Количество вспышек бывает от одной за несколько месяцев до 20 за сутки, продолжительность может составлять несколько минут. После года максимума обычно бывает 3-4 супервспышки и десятки просто сильных.

Никакой защиты от радиации, вызываемой такими вспышками, у астронавтов не было. Толщина стенок лунного модуля всего 1,6 мм алюминия. Стенки командного модуля чуть толще. Скафандры, в которых астронавты ходили по Луне – вообще из резины и ткани. Это всё рассчитано только на периоды максимально спокойного Солнца.

А когда же был пик солнечной активности в те годы? Смотрим справку в Википедии – 1968 год! А когда состоялся первый облёт людьми Луны? 1968 год!!! А последний полёт «Аполлон-17» совершил в 1972 году. Все 9 полётов состоялись именно в четыре года после максимальной активности Солнца.

Какова вероятность, что за неделю – две полёта не будет ни одной смертельно опасной вспышки на Солнце? Я оцениваю вероятность этого процентов в 85. Или 0,85, как сказали бы математики. Или 1/6. Это как «русская рулетка», когда в барабане револьвера оставляют один патрон, крутят, не глядя, а потом стреляют себе в висок. Можно лететь, рискнув такой вероятностью? Ну, герои наверняка согласятся.

Проблема в том, что, что бы посчитать вероятность благополучного исхода всех 9-ти полётов (только по риску облучиться), необходимо эти вероятности перемножить. То есть 0,85 возвести в 9-ю степень. Получается, всего 23 шанса из 100, что все девять экипажей «проскочат» между смертельных вспышек. Это уже не просто герои, а героические безумные везунчики! Но отправляли их в космос – безумные безответственные преступники! Одно слово – эСэСовцы! Ну слетали раз, слетали два, высадились на Луну, обогнали СССР – остановитесь! После аварии и чудесного спасения экипажа «Аполлон-13» летать больше было нельзя! Нет, были ещё 4(!) полёта…

Проблемы торможения

Самый опасный этап полёта – это посадка на Землю. Спускаемый аппарат движется с огромной скоростью и тормозится о верхние слои атмосферы, нагреваясь местами до 4000 градусов по Цельсию. Из четырёх космических катастроф, в которых погибли люди, три произошли при посадке, а один при взлёте.

Торможение о верхние слои атмосферы

Командный модуль «Аполлон» имел вид конуса, который входил в атмосферу тупым основанием. Это довольно неустойчивое положение балансировалось с помощью AGC. Это один из первых компьютеров на микросхемах, прадедушка современных ноубуков. Для того времени использование микросхем было очень смелым и рискованным техническим решением, но иного выхода не было: без применения новейших на тот момент технологий, разработчики и близко не смогли бы уложиться в заданную массу и габариты. В результате, AGC стал тогдашним шедевром миниатюризации: при массе в 32 килограмма, он имел аж 4 килобайта ОЗУ и 74 килобайта ПЗУ!

Один из первых в мире компьютеров на микросхемах

Приведу цитату из статьи блогера ФотоВлада, пишущего на тему программы «Аполлон»:

«Все дело в том, что при спусках даже с первой космической скоростью ~7,8км/с и даже при минимальных углах входа, спуск симметричной не ориентируемой капсулы сопровождается перегрузками до 9g. И хотя они не являются смертельными, тем не менее опасны для здоровья космонавтов, и по возможности желательно их избегать.
Когда ставилась задача расчета спуска в атмосферу со второй космической скоростью (11,2 км/с – скорость возвращения с Луны. Автор.), то выяснилось, что даже в случае попадания в очень узкий коридор шириной в 1° то и в таком случае перегрузки будут выше 10g – на практике они достигнут значений порядка 15g ÷ 20g.
Поэтому ученые умы придумали ход – спускаться не в одно “касание”, а в два. При первом погружении капсула теряет скорость до величины порядка первой космической, а при втором погружении происходит штатный спуск как при возвращении с орбиты спутника Земли.
Не надо думать, что такая идея была достоянием только советских ученых. В документах НАСА имеется четкое указание, что в начале 60-х годов они прорабатывали точно такую же схему приземления спускаемого аппарата. Тем более странно и нелепо в последствие оказалось, что в отличие от двухнырковой схемы спуска советских “Зондов”, американские “Аполлоны” после возвращения с Луны садились “тупо” – “в лоб” одним нырком и достаточно коротким участком приземления (~2250км) между точкой входа и точкой приводнения.
В случае выбора двухнырковой схемы американцы не смогли бы объяснить чудо точнейшего приземления Аполлонов, почти прямо под носом у корабля поисково-спасательного флота, которое позволяло снимать на фото и киноплёнку их приземление.
Поэтому им оставалось рисковать с однонырковой схемой приземления. При которой от перегрузок человек можно и не выжить»

От перегрузок астронавтов спасал этот самый удивительный компьютер, который во время торможения как-то управлял положением спускаемого аппарата. Но он ещё и направлял посадочный модуль прямо к спасательному кораблю и к камерам журналистов. ФотоВлад из этого делает вывод, что «Аполлоны» и вовсе не летали на Луну. Но если всё-таки летали – каким смельчаком нужно быть, чтобы сесть в аппарат, который будет так рискованно возвращаться на Землю? Каким фанатиком, безумцем и злым гением нужно быть, что бы отправить людей в такое испытание, подвергнуть их такому риску?

Или, всё же, не летали? Не рисковали? Не совершали злодейских безумств? А, просто, показали фокус...

С детства обожаю иллюзионистов! Они похожи на добрых волшебников и гораздо лучше злых гениев. Или каких-нибудь воздушных акробатов, работающих без страховки...Автор: С.Семин