Освоение Луны




Понедельник
26.06.2017
04:52
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Приветствуем Вас Гость
RSS
ГлавнаяРегистрацияВход
Разделы новостей
Вселенная
Модели и космология
Млечный путь
Новости из глубокого космоса
Межпланетные новости
Пороги новой космической эры
Космическая гонка
Ведущие космические державы заявляют о своих планах
Лунные программы
Анонсирование программ по освоению Луны
Земная орбита
Космические отели и гигантская свалка
Идеи и люди
Открытия и сегодняшняя реальность
Публичные расследования
Контроль за организациями, связанными с Космосом
На Земле
Главные события на родной планете
Online фильмы
Фантастика и документальные фильмы о Космосе и Земле
Форма входа

Календарь новостей
«  Январь 2010  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031
Итоги исследований
Наш опрос
Согласны ли Вы с распродажей Лунными посольствами Билла территорий на Луне?
Всего ответов: 277
Поиск
Карта города Alliga Ter



Реклама:
Статистика
Рассылки Subscribe.Ru
Освоение космоса

Рейтинг@Mail.ru
Человек: перспективы и ресурсы - управление нервной системой
2007 © В Рунете ресурс входит
TOП-30 наука, психология
TOП-5 научные общества
TOП-5 наука, психология


Главная » 2010 » Январь » 9 » Человек на Луне! Схема полета пилотируемой лунной экспедиции по программе "Сатурн-V — Аполлон".
Человек на Луне! Схема полета пилотируемой лунной экспедиции по программе "Сатурн-V — Аполлон".
06:36
Схема полета на ЛунуДля определения дозы радиации, которые получает космонавт в космическом аппарате при пересечении радиационных поясов Земли, детально рассмотрим схему  полета пилотируемой лунной экспедиции по программе "Сатурн-V — Аполлон".

В этой схеме ракетный блок ракеты-носителя «Сатурн-V» сначала выводил космический корабль «Аполлон» на околоземную орбиту, а потом — на траекторию движения к Луне. На рисунке ниже  показана схема лунной экспедиции по программе «Сатурн-V—Аполлон». Недостаток этой схемы — невозможность спасти экипаж взлетного модуля лунного корабля, если не удается его встреча с орбитальным (основным) блоком корабля «Аполлон», остающимся на окололунной орбите. Кроме того, при такой схеме появлялось ограничение по времени старта этого модуля с поверхности Луны, зависящее от параметров орбиты орбитального блока. Проще говоря, космонавты должны были дождаться, когда орбитальный блок облетит Луну и окажется над ними, и только тогда стартовать с поверхности. Наконец, такая схема имеет ограничение на районы посадки лунного корабля на поверхность Луны, также зависящее от параметров орбиты орбитального блока [27].

Схема полета "Сатурн 5 - Аполлон" к Луне

Рис. 1. Схема полета пилотируемой лунной экспедиции по программе «Сатурн-V — Аполлон»: 1 — старт с Земли; 2 — отделение разгонного блока первой ступени, включение двигательной установки второй ступени; 3 — отделение разгонного блока второй ступени, на низкую орбиту; 4, 5 — промежуточная орбита; 6 — второе включение двигателя третьей ступени в расчетной точке орбиты и вывод «Аполлона» на траекторию полета к Луне; 7 – отделение основного блока; 8 — сброс конического переходника и перестроение основного блока; 9 — пристыковка основного блока к лунной кабине; 10 — отделение «Аполлона» от разгонного блока третьей ступени; 11 — первая коррекция траектории; 12 — вторая коррекция траектории; 13 — разгонный блок третьей ступени переводится на траекторию прямого попадания на поверхность Луны; 14 — последняя коррекция траектории; 15 — построение лунной орбиты; 16 — построение более низкой орбиты, переход двух астронавтов в лунную кабину через внутренний люк-лаз; 17 — разделение лунной кабины и основного блока; 18 — включение двигателя лунной кабины для торможения на этапе посадки на Луну; 19 - посадочный маневр и прилунение лунной кабины, выход астронавтов на поверхность Луны; 20 — движение по орбите основного блока; 21 — построение орбиты основного блока перед стыковкой; 22 — старт с поверхности Луны взлетной ступени лунной кабины; 23 — сближение взлетной ступени с основным блоком; 24 – стыковка взлетной ступени с основным блоком, который играет роль активного корабля при стыковке; 25 - отделение взлетной ступени после перехода из нее двух астронавтов в основной блок; 26 — сброс взлетной ступени на поверхность Луны; 27 — отделение автоматического спутника на орбите; 28 — переход на траекторию полета к Земле; 29 — первая коррекция траектории; 30 — вторая коррекция траектории (в случае необходимости); 31 - разделение отсека экипажа (спускаемого аппарата) и отсека оборудования с двигательной установкой основного блока; 32 — ориентация спускаемого аппарата перед входом в плотные слои атмосферы; 33 - спускаемый аппарат на участке управляемого спуска в атмосфере Земли, 34 — пропадание радиосигнала при входе в атмосферу; 35 — срабатывание парашютной системы и приводнение спускаемого аппарата с тремя астронавтами в заданном районе океана.

В соответствии с программой в момент Т+2 мин 15 с (Т - момент отрыва от стартового стола) должен быть выключен центральный двигатель первой ступени (обоз. 2), а в момент Т+2 мин 40,8 с - остальные. Еще через 2,4 с включаются двигатели второй ступени S-II, а через 25 с после этого сбрасывается система аварийного спасения вместе с теплозащитным экраном (обоз. 3). Двигатели второй ступени выключаются в момент Т+9 мин 11,4 с на высоте 185,9 км при дальности 1640 км и скорости 6,94 км/с. В момент Т+9 мин 15,4 с включается двигатель J-2 третьей ступени S-IVB, который, не выработав всего топлива, выключается в момент Т+11 мин 40,1 с. В результате третья ступень вместе с приборным отсеком IU и кораблем «Аполлон» (масса 136 т) достигает скорости 7,79 км/с на расстоянии 2713 км от мыса Канаверал и выходит на орбиту высотой 188 км и наклонением 32,6° (обоз. 4).
В момент Т+2 ч 44 мин 14,8 с на втором витке повторно включается двигатель J-2 ступени S-IVB и через 5 мин 48,3 с сообщает приращение скорости 3041,2 м/с (обоз. 6). В результате третья ступень с кораблем «Аполлон» (общая масса 63 т) выходит на траекторию полета к Луне (TLI) на высоте 322,7 км с начальной скоростью 10 846,7 м/с (обоз. 7).
На пути к Луне производится перестроение отсеков корабля (обоз. 8-10). После этого корабль принимает конфигурацию, показанную на рис. (обоз. 11), повторно разворачивается на 180° и после получения слабого импульса (6 м/с при полете «Аполлона-11») удаляется от ступени S-IVB [28].

Около ближайшей к Луне точки траектории (над обратной стороной Луны) включается примерно на 6 мин маршевый двигатель основного блока, уменьшающий селеноцентрическую скорость примерно с 2,5 км/с до 1,7 км/с и корабль переходит на эллиптическую окололунную орбиту с апоселением на высоте примерно 315 км (обоз. 15).

Заключительный этап посадки начинается включением двигателя посадочной ступени вблизи периселения, на высоте 15 км и расстоянии 480 км от места посадки (обоз. 17). Через 26 с тяга двигателя делается максимальной. Еще через 4 мин бортовой радиолокатор начинает сообщать высоту, а через 2 мин после этого - скорость корабля относительно поверхности. При этом тяга уменьшается до 60% от максимальной. Через 8 мин 24 с торможения на высоте 2,35 км и расстоянии 8,2 км от места посадки, при горизонтальной скорости 152 м/с и вертикальной 45,7 м/с начинается этап дальнего подхода с возможностью ручного управления (обоз. 18). Наконец, через 10 мин 6 с после начала торможения начинается этап ближнего подхода - до места посадки 550 м, высота 159 м, горизонтальная составляющая скорости 16,8 м/с, спуск почти вертикален. Вертикальное снижение начинается на высоте 46 м, причем автоматически поддерживается постоянной скорость 0,9 м/с. Предусмотрена возможность зависания над Луной, для чего тяга должна уменьшаться в точном соответствии с массой корабля, чтобы не начался подъем. Двигатель выключается космонавтами через 1 с после того, как получен сигнал о касании поверхности одним из щупов (стержни длиной 170 см) на пятах посадочных опор. Такова расчетная схема посадки корабля «Аполлон-11».

Возвращение двух космонавтов с Луны (обоз. 22) начинается вертикальным стартом взлетной ступени с помощью основного двигателя. Затем ступень отклоняется от вертикали и через 7 мин после старта выходит (обоз. 23) на начальную орбиту с периселением на высоте 16,7 км и апоселением на высоте 83,3 км. Последующее сложное маневрирование производится с помощью двигателей системы ориентации и стабилизации.

После перехода двух космонавтов в основной блок (обоз. 28), взлетная ступень лунного корабля отделялась. Начиная с полета «Аполлона-12», она затем с помощью тормозного импульса основного двигателя по очень пологой траектории сбрасывалась на Луну. Скорость удара 1,68 км/с позволяла провести сейсмический эксперимент.

Основной блок после некоторого периода обращения вокруг Луны разгонялся с помощью маршевого двигателя на 0,9-:-1,0 км/с, что доводило его селеноцентрическую скорость до примерно 2,5 км/с (обоз. 29).

Перед входом в атмосферу Земли, через 2,5-3 сут, отделялся служебный отсек (обоз. 31), а командный отсек (обоз. 33) совершал спуск с аэродинамическим качеством до 0,4 (возможны маневры по дальности от 100 до 5000 км), завершавшийся приводнением на парашютах в Тихом океане со скоростью 10 м/с (обоз. 35). Минимальная продолжительность экспедиции («Аполлон-11») составила 195 ч 17 мин 53 с, максимальная («Аполлон-17») - 301 ч 51 мин 5 с.

В случае трагического полета корабля «Аполлон-13» 14 апреля 1970 г. в 3 часа по Гринвичу на пути к Луне при расстоянии от Земли 330 000 км вследствие неисправности электропроводки в служебном отсеке произошел взрыв кислородного бака, который питал водородно-кислородные топливные элементы и систему жизнеобеспечения. Лунный отсек стал играть роль спасательной шлюпки. В режиме крайней экономии использовались его ресурсы электроэнергии, воды и кислорода. Ориентация и коррекция траектории осуществлялись с помощью двигателей системы ориентации лунного отсека и посадочного двигателя. Ориентация часто нарушалась истечением газов из служебного отсека. Корабль был окружен в полете роем осколков. Корректирующий импульс 11,3 м/с перевел в 8 ч 43 мин корабль на траекторию облета Луны с возвращением в атмосферу. После облета Луны (минимальное расстояние - 250 км) 15 апреля в 02 ч 40 мин был сообщен корректирующий импульс 265 м/с (посадочный двигатель работал 4 мин 24 с), что сократило на 10 ч полет до Земли и обеспечило приводнение в Тихом океане. 17 апреля в 12 ч 53 мин на расстоянии 72 000 км от Земли с помощью двигателей системы ориентации лунного отсека была проведена последняя коррекция, увеличившая угол входа в атмосферу до 6,85°. В 13 ч 16 мин был отделен служебный отсек, а в 16 ч 43 мин на расстоянии 21 000 км от Земли - лунный (до этого двое космонавтов помещались в лунном отсеке, а один - в переходном туннеле). Благополучное приводнение командного отсека с космонавтами произошло 17 апреля в 18 ч 08 мин в расчетной точке юго-восточнее островов Самоа (время всюду по Гринвичу).

Такова официальная легенда НАСА [29, 30, 31]. Как Аполлоны преодолели радиационный пояс Земли, как они обошли опасную зону радиации на пути Земля-Луна, как облетали пояс высокоэнергичных протонов при возвращении Луна-Земля, неизвестно.

Из официальных источников можно сделать выводы:

1. Согласно схеме НАСА (рис. 2) после старта с космодрома и короткого участка разгона (этап А) «Сатурн-5» выводил корабль «Аполлон» на низкую околоземную орбиту с высотой 160-170 км, периодом 88 минут и наклонением плоскости орбиты к географическому экватору  23-33 градуса (этап Б). Двигатель последней ступени ракеты-носителя включался для перевода корабля на траекторию полёта к Луне в конце второго витка и работает 342-348 секунды (этап В). В результате третья ступень с кораблем «Аполлон» выходит на траекторию полета к Луне (TLI) на высоте 322,7 км с начальной скоростью 10 846,7 м/с (этап В). Через 5 минут от этапа В расстояние до Земли 948 км; 10 мин. – 2 306 км; 17 мин. – 4 415 км; 21 мин. – 5 815 км.  Через 31 минуту полётного времени начинается манёвр перестроения отсеков, который завершается через 8-9 минут.  Через 47 минут расстояние до Земли составляет 12 314 тыс. км. Внутренний радиационный пояс Ван Алена пройден  [32].  Через 64 минуты расстояние от Земли 21767 км. Через 87 минуты полётного времени корабль (сцепка из командного и лунного модулей) отделяется от последней ступени ракеты-носителя, отдаляется от неё на безопасное расстояние и начинает самостоятельный полёт к Луне (этап Г).  Через 104 минут расстояние от Земли 29437 км. Через 196 минуты от этапа В  расстояние до Земли 51741 км. Радиационный пояс Земли пройден полностью.


Схема полета Аполлон 11 к Луне

Рис. 2. Схема полёта корабля «Аполлон-11»:
А - участок разгона и вывода корабля на околоземную орбиту,
Б – участок околоземной орбиты;
В - участок разгона до второй космической скорости и выхода на трассу к Луне;
Г - корабль летит к Луне

Любая орбита может иметь только форму окружности, эллипса, параболы или гиперболы, в фокусе которых находится центр гравитационной массы. Это значит, что радиационные пояса Аполлоны проходят не по прямой и не со второй космической скоростью - 11 км/с, а со скоростью удаления от Земли - разгон в течении 5,5 минут до 3041,2 м/с (участок В) и удаление по геоцентрической орбите.

Полет к Луне космического аппарата

Рис. 3 Корабль удаляется от Земли не по прямой линии.

2. При возвращение Аполлонов к Земле движение сквозь радиационные пояса проходило практически по прямой линии со скоростью 9-10 км/с. На высоте 120 км скорость Аполлонов достигала второй космической [33]. Торможение происходило в атмосфере Земли.

3. Существенно отклониться от плоскости эклиптики (плоскость орбиты Земли) Аполлоны не могли, так как это равнозначно пролёту мимо Луны, перерасходу топлива и не выполнению программы.  Ниже приведена таблица  угла наклона низкой околоземной орбиты перед разгоном и входом в пояс Ван Алена и координаты места посадки Аполлонов после прохождения радиационного пояса.

Таблица 1.  Угол наклона низкой околоземной орбиты
перед разгоном 
и входом в пояс Ван Алена
и координаты места посадки Аполлонов
после прохождения радиационного пояса.
                                                                                                                                                               
Аполлон
Наклон низкой околоземной орбиты к эклиптике перед разгоном к Луне и входом в пояс Ван Алена; градус
Посадка на Земле после прохождения  пояса Ван Алена; координаты
Аполлон 8 [34, 35] 32,5          8.10° с. ш., 165.00° з. д.
Аполлон 10 [34, 36] 23,46          15.02° ю. ш., 164.7° з. д. (G)
Аполлон 11 [34, 31] 32,5          13.5° с. ш., 169.25° з. д.
Аполлон 12 [34, 39] 32,5          15.8° ю. ш., 165.2° з. д. (G).
Аполлон 13 [34, 38] 32,55          21.63 ° с. ш., 165.37 ° з. д.
Аполлон 14 [34, 39] 31,3          27.03° ю. ш., 172.7° з. д. (G)
Аполлон 15 [34, 42] 29,7          26°7' с.ш., 158 °8' з. д
Аполлон 16 [34, 41] 32,5          0°43' ю.ш., 156°13' з. д.
Аполлон 17 [34, 42] 28,7          17°53' ю.ш., 166°7' з. д.

Воспользуемся этими данными и составим схему положений Аполлонов относительно пояса Ван Алена.
При разгоне космического аппарата с низкой околоземной орбиты в направлении Луны:

Радиационные поясы Земли и миссия Аполлон

Рис. 4. Прохождение Аполлонами пояса Ван Алена. "Apollo" - начальное положение Аполлонов на этапе В: траектория полета к Луне на высоте 322,7 км с начальной скоростью 10 846,7 м/с, наклон орбиты 23-33 градусов.  "Apollo-8" - положение в 12 000 км от Земли [43]. Схема строения радиационных поясов взята на середину 1959 г. (после анализа результатов с КА «Пионер-1, -2, -3, -4» и с III советского ИСЗ) [44]. Максимумы в радиационных поясах находятся на удалении радиуса 1,5 земных (внутренний протонный) и 3,5 (внешний электронный). Цифры у контуров постоянной интенсивности характеризуют скорость учета экранированного счетчика Гейгера (в имп/с). На геомагнитном экваторе указано относительное расстояние от центра Земли в Rз (радиус Земли, 6371 км).


Относительное положение мест посадок Аполлонов на Земле и радиационного пояса Ван Алена:
Подлёт к Земле Аполлонов в официальном докладе НАСА описан мимолетом. Для Аполлон 11 доклад отсутствует [45]...
Ниже согласно официальному докладу НАСА приведено возвращение на Землю  Аполлон-8 [46]:
134 часов 11 минут - скорость 2171 м/c, расстояние до Земли 136959 км.
138 часов 57 минут - скорость 2610 м/c, расстояние до Земли  97684 км. 
139 часов 15 минут - скорость 2651 м/c, расстояние до Земли 94819 км.
142 часов 59 минут - скорость 3444 м/c, расстояние до Земли 56345 км.
143 часов, 36 минут - скорость 3680 м/c, расстояние до Земли 49000 км. Вхождение в радиационный пояс.
144 часов, 38 минут - скорость 4276 м/c , расстояние до Земли 35188 км.
145 часов, 32 минут - скорость 5264 м/c, расстояние до Земли 21531 км.
145 часов, 45 минут - скорость 5588 м/c, расстояние до Земли 17779 км.
146 часов, 12 минут - скорость 7103 м/c, расстояние до Земли 9167 км. Вхождение во внутренний радиационный пояс.
146 часов, 31 минуту полётного времени произошло отделение отсека экипажа от двигательного отсека командного модуля.
146 часов 40 минут - скорость 10387 м/c, расстояние до Земли 333 км. Радиационный пояс пройден.
146 часов, 48 минут - 35-40 км над Землей.
Полёт продолжался 147 часов 00 минут 11 секунд.

Геомагнитный контур Земли

Рис. 5. Положение мест посадок Аполлон 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 относительно геомагнитного экватора. Использована контурная карта магнитного поля Земли, составленная по измерениям, сделанным со спутника [47].

Рисунок выше показывает, что возвращение астронавтов на Землю осуществляется вблизи геомагнитного экватора, для Аполлон 10, 12, 16 и 17 точно в плоскости геомагнитного экватора. Это равнозначно тому, что астронавты неизбежно проходят через внутренний пояс Ван Ален и получают дозу радиации...

Радиационный пояс и солнечный ветер относительно Земли

Рис. 5. Магнитосфера и радиационные поля Земли. Сиреневым цветом выделена область высокоэнергетических частиц радиационного пояса.

Таким образом, при полете на Луну по программе "Сатурн-V — Аполлон" космический аппарат и астронавты обязательно пересекают радиационный пояс Земли. Каковы же суммарные дозы радиации получают астронавты при полете на Луну и возвращении на Землю? Об этом пойдёт речь далее.

Далее

Оглавление:


Категория: Публичные расследования | Просмотров: 13813 | Добавил: ligaspace | Рейтинг: 4.9/7 |
Всего комментариев: 2
1  
Найденные неточности.
Википедия для Apollo 8, 10-17 пишет:

Раздел. Второй старт и полёт к Луне:
...После выхода последней ступени ракеты-носителя с кораблём на начальную геоцентрическую орбиту экипаж в течение примерно двух часов производил проверку бортовых систем.
Двигатель последней ступени ракеты-носителя был включён для перевода корабля на траекторию полёта к Луне в 2 часа 44 минуты 16 секунд полётного времени и проработал 346,83 секунды.
В 3 часа 15 минут 23 секунды полётного времени начался манёвр перестроения отсеков, который завершился с первой попытки через 8 минут 40 секунд...

Правильно "не геоцентрическая орбита", а "низкая околоземная орбита".


2  
Полезный материал о магнитном поле Земли.

Полная версия фильма 46 минут - http://ligaspace.my1.ru/news/2010-01-31-214


Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

 


Последние новости:





Прочитайте пожелания про защиту прав интеллектуальной собственности