'Аполлон-15' — девятый пилотируемый космический корабль в рамках программы 'Аполлон', четвертая высадка людей на Луну. Командир экипажа Дэвид Скотт и пилот лунного модуля русск. Джеймс Ирвин провели на Луне почти трое суток. Общая продолжительность трех выходов на лунную поверхность составила 18 ч 30 мин. На Луне экипаж впервые использовал лунный автомобиль, проехав на нем в общей сложности 27,9 км. Было собрано и затем доставлено на Землю 77 килограммов образцов лунного грунта. После полета специалисты назвали образцы, доставленные этой экспедицией, 'богатейшим уловом' всей программы , а миссию 'Аполлона-15' — 'одной из самых блистательных с научной точки зрения'.

Космический корабль был впервые оборудован модулем научных приборов и доставил к Луне небольшой искусственный спутник, который был запущен под занавес миссии. На обратном пути к Земле пилот командного модуля Альфред Уорден впервые совершил выход в открытый космос в межпланетном пространстве, чтобы демонтировать и доставить на Землю отснятые фотокассеты.

Командный модуль корабля 'Индевор' был назван в честь легендарного парусника 'Индевор', на котором британский исследователь и первооткрыватель Джеймс Кук совершил свое первое кругосветное путешествие в 1768-1771 годах. Лунный модуль получил позывные 'Фалкон'. Сокол — талисман Академии ВВС США. Все члены экипажа 'Аполлона-15' были офицерами ВВС.

Экипаж

• Дэвид Скотт — командир.
• Альфред Уорден — пилот командного модуля.
• Джеймс Ирвин — пилот лунного модуля.

Для Дэвида Скотта это был третий космический полет. Первый он совершил в качестве пилота вместе с Нилом Армстронгом в марте 1966 года на космическом корабле 'Джемини-8'. В том полете впервые в мире была осуществлена стыковка двух космических аппаратов на околоземной орбите в ручном режиме. Полет был прерван досрочно, поскольку из-за неисправности одного из двигателей системы ориентации возникла реальная угроза для жизни астронавтов. Второй раз Скотт летал в космос в марте 1969 года в качестве пилота командного модуля 'Аполлона-9'. Это был третий пилотируемый полет по программе 'Аполлон', в ходе которого впервые на околоземной орбите прошел испытания первый лунный модуль. Для Альфреда Уордена и Джеймса Ирвина полет на 'Аполлоне-15' был первым. В 1969 году они вместе со своим командиром входили в дублирующий экипаж 'Аполлона-12'.

Дублирующий экипаж

• Ричард Гордон — командир.
• Вэнс Бранд — пилот командного модуля.
• Харрисон Шмитт — пилот лунного модуля.

Командир дублирующего экипажа Ричард Гордон имел опыт двух космических полетов. Он летал в сентябре 1966 года на 'Джемини-11' и в ноябре 1969 пилотом командного модуля 'Аполлона-12'. Гордон — один из 24 человек, летавших к Луне. Вэнс Бранд и Харрисон Шмитт на тот момент в космос еще не летали.

Команда поддержки

• Джозеф Аллен
• Роберт Паркер
• Карл Хенайз

Члены команды поддержки не готовились к космическому полету, но они имели полномочия принимать участие в планировании миссий и представлять основной и дублирующий экипажи на различных совещаниях, если астронавты были заняты на тренировках. Во время космических полетов они также выполняли функции операторов связи. Только операторы связи имели возможность напрямую общаться с астронавтами.

Планирование и подготовка к полету

Слева направо: Джеймс Ирвин, Дэвид Скотт и Джо Аллен во время полевых занятий по геологии

26 марта 1970 года был официально объявлен состав основного экипажа 'Аполлона-15': командир — Дэвид Скотт, пилот командного модуля — Альфред Уорден, пилот лунного модуля — Джеймс Ирвин. Но всего через две с половиной недели после этого на пути к Луне потерпел аварию 'Аполлон-13'. Последующие полеты были отложены, возникла необходимость кардинальной проверки и доработки всех систем космического корабля. Согласно первоначальным планам, 'Аполлон-15' должен был стать Эйч-миссией, как и 'Аполлон-12', 'Аполлон-13' и 'Аполлон-14'. Эйч-миссии предусматривали пребывание на Луне до полутора суток и по два выхода астронавтов на лунную поверхность продолжительностью от 4 до 5 часов. Но теперь появилось время, за которое можно было успеть собрать улучшенный лунный модуль и первый луномобиль, а значит, повышались и шансы, что следующий полет после 'Аполлона-14' станет Джей-миссией. В начале сентября 1970 года НАСА объявило об изменении программы 'Аполлона-15' и об отмене полета 'Аполлона-19'. Для повышения результативности экспедиции 'Аполлона-15' ее статус был повышен до Джей-миссии, ей предстояло везти на Луну первый 'Лунный Ровер' русск..

Когда экипаж 'Аполлона-15' начинал готовиться к полету, в НАСА еще не существовало официальной программы геологической подготовки астронавтов. И хотя предыдущие экипажи тоже изучали теорию и выезжали на полевые занятия по геологии, этот процесс был не очень продуманным и во многом спонтанным. Для 'Аполлона-15' геология впервые стала одним из приоритетов. Скотт и Ирвин занимались с Ли Силвером, геологом из Калифорнийского технологического института, специалистом по докембрию. Кандидатура Силвера была предложена Харрисоном Шмиттом в качестве альтернативы лекторам, которых НАСА использовало ранее. В конце 50-х годов XX века Силвер предложил важные усовершенствования метода определения возраста геологических пород с помощью радиоактивного распада урана и образования свинца.

Джеймс Ирвин и Дэвид Скотт во время полевых занятий по геологии в штате Нью-Мексико. Слева — тренировочная модель 'Лунного Ровера'

Силвер вывозил основной и дублирующий экипажи в разные районы США на полевые занятия по геологии. За год, с мая 1970 по май 1971 года, астронавты побывали в 16 геологических экспедициях, посетив штаты Аризона, Невада, Нью-Мексико, Гавайские острова. Только основной экипаж 'Аполлона-15' совершил 30 полномасштабных тренировок внекорабельной деятельности, часть из них в пешем порядке, часть — на так называемом 'Гровере'. По мере того, как приближалась дата старта, эти занятия становились все более приближенными к реальной работе, которая астронавтам предстояла на Луне. Члены экипажей начали носить за плечами полноразмерные муляжи ранцев портативной системы жизнеобеспечения и вести переговоры с помощью портативных радиостанций с оператором связи. Во время геологических тренировок последний обычно сидел на большом удалении, в палатке в компании ученых-геологов, которые не знали, где конкретно находятся астронавты, и должны были полагаться только на их описания, чтобы понять, о какой местности идет речь. Часто в таких случаях Ли Силвер бежал позади 'Гровера', чтобы самому видеть то, что видят и описывают астронавты, и иметь возможность оценить правильность их выводов.

Пилот командного модуля Альфред Уорден и его дублер Вэнс Бранд тоже занимались геологической подготовкой, но другого рода. Вместе с геологом египетского происхождения Фаруком аль-Базом они летали на самолетах и учились c воздуха определять особенности геологического строения того или иного района. При этом скорость и высота выбирались с таким расчетом, чтобы поверхность внизу проплывала примерно с той же скоростью, с которой под Уорденом вскоре будут проплывать лунные пейзажи. Большое внимание уделялось также тренировкам с аппаратурой модуля научных приборов. В общей сложности, научным аспектам миссии была посвящена примерно одна треть всего времени подготовки астронавтов.

В сентябре 1970 года, тогда же, когда статус 'Аполлона-15' был повышен до Джей-миссии, было принято и решение о том, что посадка состоится в районе Хэдли — Апеннин. Ранее комиссия по выбору мест посадки сузила их число до двух: каньон Хэдли Рилл и окрестности кратера Мариус, возле которого есть множество интересных с геологической точки зрения куполообразных холмов, предположительно, вулканического происхождения. И хотя окончательный выбор обычно зависел не от командиров экипажей, их слово, как правило, имело большой вес. Для Дэвида Скотта все было ясно — садиться нужно у Хэдли Рилл. Возражений ни у кого не возникло.

Технические новации миссии

Чтобы выполнить задачи, возлагавшиеся на Джей-миссии, 'Аполлон-15' должен был доставить к Луне на 1815 кг полезного груза больше, чем 'Аполлон-14'. Именно такой была разница между расчетной массой улучшенного лунного модуля 'Аполлона-15' и массами предыдущих моделей лунного корабля. Это количество складывалось из массы первого 'Лунного Ровера', массы дополнительного научного оборудования и массы расходных материалов, необходимых для пребывания астронавтов на Луне в течение трех суток. Чтобы достичь увеличения полезной нагрузки, необходимо было скорректировать рабочую схему полета и внести ряд изменений в конструкцию ракеты-носителя и космического корабля.

Изменения рабочей схемы полета

Прежде всего, была понижена высота околоземной орбиты ожидания со 185 км до примерно 170 км. Диапазон азимута при взлете был изменен с 72-96њ до 80-100њ. Реально азимут при взлете 'Аполлона-15' составлял около 90њ. Другие операционные изменения заключались в небольшом сокращении резервов топлива и увеличении загрузки топлива для перехода на траекторию полета к Луне. Дополнительные возможности для увеличения полезной нагрузки давали сезонные факторы, такие как более благоприятное воздействие на запуск июльских температур и ветров, по сравнению с январскими.

Конструкционные модификации РН и КК

Начало транспортировки 'Аполлона-15' на стартовую площадку. Фото сделано с крыши здания вертикальной сборки

Наиболее значительные изменения были внесены в конструкцию первой ступени ракеты-носителя Сатурн-V. Вдвое, с восьми до четырех, было сокращено количество тормозных ракетных двигателей. Были модифицированы сопла всех пяти основных кислородно-керосиновых двигателей F-1, что позволило практически полностью использовать жидкий кислород в четырех периферийных двигателях и обеспечить чуть более продолжительную работу центрального двигателя. На второй ступени была улучшена система поддержания топлива под давлением. Три других модификации второй ступени были впервые применены на 'Аполлоне-14': в центральном двигателе, на линии подачи жидкого кислорода был установлен накопитель газообразного гелия; добавлено дублирующее устройство для аварийного отключения центрального двигателя и установлены упрощенные клапаны потребления топлива на всех пяти двигателях J-2 второй ступени. Эти модификации позволяли уменьшить вибрации и обеспечивали более эффективную работу двигателей. Но на 'Аполлоне-15' была еще одна оригинальная модификация. В случае сбоев в работе системы аварийного отключения центрального двигателя она могла быть дистанционно отключена на стартовой площадке или в полете во избежание ошибочной команды на отключение.

С учетом уроков, извлеченных из аварии 'Аполлона-13', были внесены изменения в конструкцию командного и служебного модулей русск. корабля 'Аполлон-15', с тем чтобы повысить их надежность и безопасность. В служебном модуле была установлена дополнительная батарея электропитания, аналогичная пяти батареям посадочной ступени лунного модуля, и убраны перемешивающие вентиляторы из криогенных кислородных баков и термостаты-переключатели из цепей нагревания кислородных баков. В служебном модуле были установлены третий криогенный кислородный бак емкостью 145 кг и клапан, который изолировал этот бак от топливных элементов и от двух других кислородных баков. В чрезвычайной ситуации дополнительный бак мог обеспечить все потребности системы жизнеобеспечения командного модуля. Был установлен также третий водородный бак емкостью около 12 кг, чтобы вместе с третьим кислородным баком обеспечивать корабль дополнительной электроэнергией. На внешней поверхности служебного модуля были смонтированы поручни и захваты для ног, которые должны были облегчить выход в открытый космос пилота командного модуля на обратном пути к Земле. Модуль научных приборов был изолирован от остальной части служебного модуля термоизоляцией.

'Фалкон' и 'Лунный Ровер' в процессе сборки в Космическом центре имени Кеннеди

Значительные модификации были внесены в конструкцию лунного модуля русск. 'Аполлона-15' по сравнению с 'Аполлоном-14', хотя внешне корабли практически не отличались.

• Повышена емкость всех аккумуляторных батарей посадочной ступени с 400 до 415 ампер-часов. Добавлена пятая батарея. Суммарная емкость доведена до 2075 ампер-часов.
• На посадочной ступени смонтирован второй бак с водой емкостью около 170 литров.
• На посадочной ступени смонтирован второй бак с газообразным кислородом емкостью около 39 кг для заправки кислородом ранцевой системы жизнеобеспечения.
• Добавлена система, способная хранить по 1200 см? мочи на одного человека в день и по 100 см? конденсата из ранцевой системы жизнеобеспечения на одного человека в час.
• Смонтирована дополнительная термоизоляция для более продолжительного пребывания на поверхности Луны.
• Расширены грузовые отсеки посадочной ступени. 1-й отсек предназначен для транспортировки 'Лунного Ровера'. Раньше в нем располагались зонтичная коротковолновая антенна и лазерный отражатель. Грузоподъемность 4-го отсека, предназначенного для транспортировки научного оборудования, была увеличена с 91 кг до 272 кг.
• Примерно на 25 см была увеличена длина сопла двигателя посадочной ступени.
• Увеличение размеров топливных баков посадочной ступени примерно на 8,5 см увеличило их емкость примерно на 521 кг, что дало возможность продлить время зависания лунного модуля перед посадкой до 157 секунд.

Новая схема связи

'Лунный Ровер' ? 1 на заводе корпорации Boeing в Кенте, штат Вашингтон, перед самой отправкой в Космический центр имени Кеннеди

Принципиальные изменения были внесены в схему связи между астронавтами на Луне и Землей. Раньше она осуществлялась через антенны, установленные на лунном модуле. Но поскольку экипаж 'Аполлона-15' должен был перемещаться по Луне на 'Лунном Ровере', нужна была новая система связи, работающая даже тогда, когда лунный автомобиль находился бы вне прямой видимости лунного модуля. Для этого был разработан лунный передатчик информации, размером с небольшой чемоданчик. Он крепился впереди 'Лунного Ровера', но был рассчитан и на переноску вручную. Лунный передатчик информации мог работать в нескольких режимах: 1) мобильном, когда 'Лунный Ровер' находился в движении; 2) стационарном — во время остановок; 3) переносном — в случае поломки 'Лунного Ровера' одному из астронавтов пришлось бы нести его в руках и 4) режиме дистанционного управления — операторы с Земли могли поворачивать телекамеру и менять угол ее наклона, когда астронавты удалялись от лунного автомобиля, или во время взлета лунного модуля.

В последнем режиме передатчик работал в паре с еще одной новинкой — устройством управления телевизионной камерой по командам с Земли. Лунный передатчик информации имел три антенны: 1) коротковолновую параболическую антенну высокого усиления диаметром около одного метра для передачи цветного телевизионного сигнала; 2) коротковолновую геликоидальную антенну низкого усиления и 3) VHF-антенну, передающую голоса астронавтов и телеметрическую информацию с ранцевой системы жизнеобеспечения. Все вместе это позволяло астронавтам поддерживать надежную связь с Землей, как бы далеко от лунного модуля они ни находились, и впервые давало возможность напрямую наблюдать за действиями экипажа по телевидению в любой момент внекорабельной деятельности, когда 'Лунный Ровер' был остановлен.

Снаряжение астронавтов

Вдвое, с 4 до 8 часов непрерывной работы на лунной поверхности, увеличен ресурс портативной ранцевой системы жизнеобеспечения русск. астронавтов:

• Давление в основных емкостях с кислородом увеличено с 69 до 97 атмосфер.
• Объем воды увеличен с 3,9 л до 5,2 л.
• Емкость батареи ранцевой системы повышена с 279 ватт-часов до 390 ватт-часов.
• Масса сорбента, поглощающего углекислый газ, в кассетах с гидроксидом лития увеличена с 1,36 кг до 1,415 кг.

Модернизированные скафандры обеспечили астронавтам большую подвижность и более комфортные условия для работы:

• Добавлены гибкие сочленения на поясе и на шее.
• Молния скафандра улучшена, убрана из паховой области и размещена диагонально.

Район высадки

Место посадки 'Аполлона-15'. Слева — каньон Хэдли Рилл. Внизу — гора Хэдли Дельта. Справа вверху — гора Хэдли. Слева вверху — кратеры Аристилл и Автолик

Места посадок КК 'Аполлон' и КА 'Луна' и 'Сервейер' на карте видимого полушария Луны. 'Аполлон-15' — выше центра

Лунный модуль 'Аполлона-15' 'Фалкон' совершил посадку дальше всех других 'Аполлонов' от экватора, в точке с координатами 26њ06'04" с. ш. 3њ39'10" в. д. или 26,13222њ с. ш. 3,63386њ в. д. Это место расположено в Болоте Гниения, на юго-восточной окраине Моря Дождей, у подножия лунных Апеннин, самой высокой гряды лунных гор, высотой более 4500 метров. Сам район Хэдли — Апеннины и несколько гор и кратеров, расположенных здесь, названы в честь британского ученого-математика Джона Хэдли русск., который внес усовершенствования в конструкцию телескопов-рефлекторов и изобрел секстант. Здесь же находится Борозда Хэдли, извилистый каньон шириной от одного до полутора километров и глубиной около 400 метров. Посадка в этом районе рассматривалась как очень многообещающая с научной точки зрения, поскольку давала возможность в ходе одной экспедиции получить геологические образцы окраины Моря Дождей, предгорий Апеннин и лунного каньона. Это было возможно даже в случае поломки 'Лунного Ровера'. Гора Хэдли Дельта высотой около 3350 метров находилась всего в 5 километрах, а каньон — примерно в километре от расчетной точки посадки Специалисты считали, что в этом месте удастся найти более древние обломки лунной коры, чем в окрестностях кратера Фра Мауро русск., где высаживались астронавты 'Аполлона-14'. Здесь должны были быть породы, выброшенные в результате метеоритного удара, образовавшего кратер Хэдли С. Он расположен к юго-западу от места посадки, на другой стороне каньона Хэдли Рилл, и имеет около 2 километров в диаметре. Кроме того, в непосредственной близости от места посадки расположены две группы вторичных кратеров, Южное Скопление и Северный Комплекс. Считалось, что они возникли в результате ударов скальных пород, выброшенных во время образования больших кратеров Аристилл русск. и Автолик русск.. Они расположены в 150-300 километрах к северу от места посадки и известны своими светлыми лучами, которые простираются до района Хэдли — Апеннин. Место фактической высадки 'Аполлона-15' имело еще одно практическое преимущество по сравнению с альтернативным. Район у кратера Мариус расположен почти на одной прямой с районами посадок 'Аполлона-12' и 'Аполлона-14', в то время как Хэдли — Апеннины образует с ними большой треугольник. Такая конфигурация была более предпочтительной с точки зрения интерпретации данных, получаемых от сейсмометров и другой научной аппаратуры, установленной на поверхности Луны.

Старт и полет к Луне

Старт и выход на орбиту Земли

Старт 'Аполлона-15'</