Техника орбитальной встречи Земля-Луна
12 мая 1962
Осталось два метода, с помощью которых человек может отправиться к Луне. Один из них - это техника встречи на орбите вокруг Земли; другой - техника встречи на орбите вокруг Луны. В этот раз мы планируем обсудить второй из них.
Как ранее сообщалось, ракета «Сатурн С-5» способна придать скорость убегания 90’000 фунтам груза. Это значит, что мы можем отправить груз к Луне и, когда он прибудет в окрестности Луны, он все еще будет весить 90’000 фунтов. Однако, к тому времени, когда этот груз становится спутником Луны, он существенно уменьшается.
Скорость убегания для Луны - это примерно одна с половиной мили в секунду. Спутниковая скорость для Луны - около одной мили в секунду. Разница между этими двумя составляет снижение скорости, которое 90’000-фунтовый груз должен осуществить, чтобы стать спутником Луны. Чтобы быть точным, в нужном месте и в нужное время груз должен отдать скорости порядка 3’000 футов в секунду. Если в этот момент запущен ракетный двигатель, чтобы снизить скорость на 3’000 футов в секунду, груз становится спутником Луны.
Чтобы замедлить 90’000-фунтовый груз потребуется взять около 45’000 фунтов топлива. Таким образом, 90’000-фунтовый груз, который покинул Землю, становится 45’000-фунтовым спутником Луны.
В настоящее время, для встречи предусматриваются два полета к орбите Луны. Первый будет лунным челноком, в котором нет человека, но который будет лунным посадочным аппаратом. Когда он запущен к Луне и тщательно отслежен, для точного определения его орбиты, аппарат «Аполлон» покинет Землю с экипажем из трех человек и будет отправлен на встречу с челноком.
Отслеживание челнока с Земли представляет собой задачу огромной сложности. Начать с того, что при расстоянии Луны от Земли мы не сможем увидеть его без искусственных средств. В спутнике можно будет установить радиомаяк так, чтобы слышать его, когда он появляется на своей орбите в видимости Земли. Вторым шагом может быть установка высокомощного прожектора, который можно будет видеть с Земли, особенно когда он на темной стороне Луны, или на фоне темного неба. Это может произойти во время новолуния.
На основе этой информации мы можем определить орбиту челнока и наклонение к экватору Луны, чтобы аппарат «Аполлон» можно было привести примерно к орбите челнока. Скорее всего, летательному аппарату «Аполлон» принести нести небольшой компьютер, в который можно будет подать информацию, необходимую для осуществления встречи.
Когда встреча состоялась, экипаж «Аполлона» перейдет из своего летательного аппарата в челнок, а затем начнется спуск к лунной поверхности.
Челнок облетает Луну с орбитальной скоростью. Спуск аппарата на лунную поверхность значит, что нужно ликвидировать одну милю в секунду скорости спутника. Ракетные двигатели челнока используют порядка 15’000 фунтов топлива для этого. Таким образом, посадочный вес челнока составит около 30’000 фунтов. Также, челнок должен сесть на поверхность Луны с номинальной посадочной скоростью от 20 до 30 миль в час.
Когда челнок сел, экипаж «Аполлона» может выполнить свои задачи, а затем приготовиться к возвращению назад для встречи с «Аполлоном». Для этого, с лунной поверхности должны быть проведены тщательные наблюдения за спутниковым аппаратом «Аполлона» и челнок должен стартовать, будучи запрограммированным компьютерами. Если все пройдет хорошо, челнок снова встретится с «Аполлоном» и люди перейдут назад в «Аполлон».
Важно отметить, что, если этот орбитальный метод потерпит неудачу и два аппарата не сблизятся друг с другом, результат не фатален, если только встречи не произошло. Если между этими двумя спутниками существенное расстояние, люди в «Аполлоне» могут сманеврировать для смены курса и встречи с челноком. Однако, делая это, они потратят наиболее ценное из того, что у них есть, - топливо. Аналогично, если они промахнутся при возвращении с лунной поверхности, они снова смогут сманеврировать. Но это значит трату топлива.
Когда экипаж «Аполлона» решит возвращаться на Землю, важно, чтобы у них было топливо, необходимое для придачи им скорости в 3’000 футов в секунду для оставления лунной орбиты. Без этой скорости, экипажу «Аполлона» просто придется небольшое время пожить в качестве спутников Луны.
Хотя некоторое время назад эта техника орбитальной встречи считалась фаворитом, сложности, встреченные во время изучения этой проблемы, сняли некоторый лоск с данного метода. По этой причине среди прочих выбран метод встречи на орбите вокруг Земли.
На следующей неделе, в завершающей статье данной серии, мы обсудим этот последний подход к проблеме пилотируемого приземления на Луне.
Доктор И. М. Левитт
Директор Планетария Фелса Института Франклина
Ottawa Citizen
Содержание
