3.7. АМЕРИКАНСКИЕ ПИЛОТИРУЕМЫЕ КК

Космический корабль «Меркурий» - первый орбитальный КК, с помощью которого США начали освоение космического пространства КК «Меркурий» (рис. 3.24) состоял из отсека экипажа, парашютной и антенной секций.

Отсек экипажа имел свободный объем 1,1 м³, теплозащиту массой 380 кг, восемнадцать двигателей ориентации номинальной тягой 0,45, 2,7 и 11 кгс; три пороховых двигателя отделения тягой 182 кгс каждый и три пороховых двигателя торможения общей тягой 1,35 тс.

Парашютная система обеспечивала скорость приводнения КК 9 м/с при использовании основного парашюта диаметром 19,2 м.

Основные технические характеристики КК «Меркурий» приведены в табл. 3.7.

Для выведения КК «Меркурий» на орбиту с перигеем 160 км, апогеем 260 км и наклонением 32° использовалась РН «Атлас-Д», имевшая с КК стартовую массу 113 т при тяге двигателей I ступени 163 тс и общую I длину 26,8 м.

Работы над КК «Меркурий» были начаты в 1958 г. 13 сентября 1961 г. был выполнен первый орбитальный полет в беспилотном варианте (КК «Меркурий МА-4»), а 5 мая (астронавт А. Шепард) и 21 июня (астронавт В. Гриссом) 1961 г. - два пилотируемых полета по баллистической траектории высотой 190 км.

Таблица 3.7 Технические характеристики космического корабля «Меркурий»

Рис. 3.24. Космический корабль 'Меркурий' на ракете-носителе

Первый пилотируемый орбитальный трехвитковый полет КК «Меркурий МА-6» (астронавт Д. Гленн) состоялся 20 февраля 1962 г. Впоследствии было выполнено еще три полета, в последнем из которых (астронавт Г. Купер) была достигнута продолжительность полета 34 ч 20 мин.

Космический корабль «Джемини» - двухместный орбитальный корабль - был разработан для проведения различных экспериментов в интересах развития космической техники. КК «Джемини» (рис. 3.25) состоял из отсека экипажа, секций радиолокатора и ориентации и агрегатного отсека. Секция радиолокатора включала РЛС с дальностью захвата 460 км и БЦВМ.

Секция ориентации имела шестнадцать двигателей ориентации и управления спуском с номинальной тягой по 11,3 кгс каждый и массу топлива до 100 кг.

Отсек экипажа имел свободный объем 1,6 м² и был оснащен двумя катапультируемыми креслами, основным парашютом диаметром 25,6м³ и имел аэродинамическое качество К = 0,17.

Агрегатный отсек включал четыре корректирующих двигателя: два тягой по 38,5 кгс и два тягой по 45 кгс, четыре управляющих двигателя тягой по 45 кгс, восемь двигателей ориентации тягой по 11,3 кгс и четыре пороховых двигателя торможения общей тягой 4,6 тс. Запас топлива составлял 180 - 427 кг.

Основные технические характеристики КК «Джемини» приведены в табл. 3.8.

Таблица 3.8 Технические характеристики космического корабля «Джемини»

Для выведения КК «Джемини» использовалась ракета-носитель «Титан-П», имевшая с КК стартовую массу 148,5 т при тяге двигателей I ступени 195 тс и общую длину 33,2 м.

Работы над КК «Джемини» начались в 1961 г. 8 апреля 1964 г. состоялся первый запуск КК «Джемини-1» в беспилотном варианте, а 23 марта 1965 г.- первый трехвитковый орбитальный полет КК «Джемини-3» (астронавты В. Гриссом и Д. Янг). 3 июня 1965 г. на КК «Джемини-4» был выполнен первый выход в космическое пространство (астронавт Э. Уайт). 15 декабря 1965 г. через 5 ч 50 мин после старта КК «Джемини-6» (астронавты У. Ширра и Т. Стаффорд) сблизился до расстояния 0,3 м с КК «Джемини-7» (астронавты Ф. Борман и Д. Ловелл), после чего был выполнен групповой полет. Общая продолжительность полета КК «Джемини-7» составила 330 ч 35 мин 17 с. 16 марта 1966 г. экипаж КК «Джемини-8» (астронавты Н. Армстронг и Д. Скотт) осуществили стыковку пилотируемого КК с беспилотным объектом-мишенью (ракетой «Аджена-Д»).

Рис. 3.25. Космический корабль «Джемини» в полете

На КК «Джемини-11» (астронавты Ч. Конрад и Р. Гордон) были проведены четыре стыковки с объектом-мишенью, достигнута высота полета 1370 км осуществлен выход в космическое пространство и проведен эксперимент по стабилизации в полете двух объектов, соединенных тросом. 11 ноября 1966 г. стартом КК «Джемини-12» была закончена серия из десяти пилотируемых полетов по этой программе.

Космический корабль «Аполлон» - пилотируемый КК для полета человека на Луну - состоял из основного блока (рис. 3.26), включавшего командный и служебный модули, и лунной кабины (рис. 3.27), в состав которой входили посадочная и взлетная ступени.

Рис. 3.26. Основной блок космического корабля «Аполлон-11» над поверхностью Луны

Командный модуль основного блока (отсек экипажа) имел двенадцать двигателей, управляющих спуском, тягой 42,2 кгс каждый, три основных парашюта диаметром 26,7 м и аэродинамическое качество К=0,28 - 0,4,

Служебный модуль основного блока включал шестнадцать управляющих двигателей тягой 45 кгс каждый и один маршевый двигатель тягой 9,3 тс.

Посадочная ступень лунной кабины имела один посадочный двигатель с регулируемой тягой от 0,47 до 4,76 тс, а взлетная ступень - шестнадцать управляющих двигателей тягой 45 кгс каждый и один взлетный двигатель тягой 1,59 тс.

Рис. 3.27. Лунная кабина космического корабля «Аполлон-11» на Луне

Основной блок (ОБ) и лунная кабина (ЛК) КК «Аполлон» при полете к Луне в состыкованном состоянии имели начальную массу около 43,8 т при суммарной длине 17,7 м, свободный объем для экипажа - 6,1 и 4,5 м³.

Основные технические характеристики КК «Аполлон» приведены в табл. 3.9.

Для полета к Луне использовалась РКС «Сатурн-V - Аполлон», имевшая стартовую массу 2905 т при тяге двигателей I ступени 3450 тс и общую длину 110,7 м, причем полезная нагрузка трехступенчатой РН «Сатурн-V» - КК «Аполлон-11» (КК, САС, переходник, защищающий ЛК) составила 49,762 т.

Разработка проекта КК «Аполлон» была начата в 1961 г. 26 февраля 1966 г. двухступенчатой РН «Сатурн-IB» был запущен первый КК «Аполлон» (основной блок) в беспилотном варианте.

Таблица 3.9 Технические характеристики космического корабля «Аполлон»

11 октября 1968 г. состоялся первый десятисуточный пилотируемый полет КК «Аполлон-7» (астронавты У. Ширра, Д. Эйзел и У. Каннингем) по геоцентрической орбите. 21 декабря 1968 г. КК «Аполлон-8» (астронавты Ф. Борман, Д. Ловелл, У. Андерс), запущенный РН «Сатурн-V», впервые освоил трассу «Земля - Луна - Земля». Запуск 3 марта 1969 г. КК «Аполлон-9» позволил провести его испытания на геоцентрической орбите в полном составе.

Полет 18 - 26 мая 1969 г. КК «Аполлон-10» (астронавты Т. Стаффорд, Д. Янг, Ю. Сернан) к Луне стал генеральной репетицией перед высадкой на нее человека. 16 июля 1969 г. к Луне стартовал КК «Аполлон-11» (астронавты Н. Армстронг, М. Колинз, Э. Олдрин). Лунная кабина «Игл» с астронавтами Н. Армстронгом и Э. Олдрином, отделившись от основного блока «Колумбия», 20 июля 1969 г. через 102 ч 45 мин 40,2 с после старта с Земли совершила посадку на Луну в море Спокойствия. В течение 21 ч 36 мин 21 с пребывания на Луне астронавты совершили выход на ее поверхность (Н. Армстронг - 2 ч 31 мин 40 с, Э. Олдрин - 2 ч 15 мин), собрали 25 кг образцов лунного грунта и вернулись на Землю.

Впоследствии к Луне было запущено еще шесть КК «Аполлон», пять из которых совершили посадку на ее поверхности.

Программу полетов к Луне завершил КК «Аполлон-17» в декабре 1972 г.

Основной блок КК «Аполлон» был впоследствии использован в качестве транспортного корабля для доставки астронавтов и грузов на орбитальную станцию «Скайлэб».

В 1975 г. после модификации КК «Аполлон» принял участие в первом международном космическом полете по программе «Союз» - «Аполлон» совместно с советским КК «Союз-19» (см. раздел 3.6).

Кроме командного и служебного модулей в состав КК «Аполлон» входил специально разработанный стыковочный модуль, имевший массу 2 т, длину 3,15 м, диаметр 1,42 м и свободный объем 3,65 м³.

При стартовой массе 18,85 т масса корабля на орбите составила 14,7 т (масса командного 5,9 и служебного 6,8 т модулей) при суммарной длине 13,03 м.

При полете по программе «Союз» - «Аполлон» стартовая масса РКС «Сатурн-IB- Аполлон» составила 589,7 т при тяге двигателей I ступени 725 тс, а общая длина - 68,26 м.

Стыковка КК «Союз» и «Аполлон» состоялась 17 июля 1975 г. в 19 ч 09 мин по московскому времени. Двое суток космические корабли общей массой около 21 т летали в состыкованном состоянии. После расстыковки были выполнены повторная стыковка и ряд экспериментов в групповом полете.