Gemini ғарыш бағдарламасы: технология мен қауіпсіздік

Кіріспе

1961–1966 АҚШ-тың адамды ғарышқа ұшқызу бағдарламасы

Gemini катапульдік жүйесі ешқашан Gemini кабинасы таза оттегімен қысымдалған күйде сынақтан өткізілген емес, өйткені ол ұшырылмас бұрын осындай жағдайда болған. 1967 жылдың қаңтар айындағы Apollo 1-дегі апатты өрт таза оттегімен ғарыш кемесін қысымдаудың өте қауіпті өрт қаупін тудыратынын көрсетті. 1997 жылғы ауызша тарихында ғарышкер Томас П. Стаффорд 1965 жылдың желтоқсанында Gemini 6 ұшыруын тоқтату туралы пікір білдірді, ол және командир Уоли Ширра ғарыш кемесінен катапульдауға жақын болған кезде:

Gemini – ғарышкерлерді тасымалдаған алғашқы ғарыш кемесі, онда миссияны басқару және бақылауды жеңілдету үшін Gemini басқару компьютері орнатылған. Бұл компьютер, кейде Gemini ғарыш кемесі бортындағы компьютер (OBC) деп аталатын, Saturn ұшыру құралының цифрлық компьютеріне өте ұқсас болды. Gemini басқару компьютерінің жадында 4096 мекенжай болды, әрқайсысы үш 13 биттік «сылғадан» тұратын 39 биттік сөзді қамтиды. Барлық сандық деректер 26 биттік екілік толықтырғыш бүтін сандар (кейде қабаттасқан сан ретінде қолданылады) болды және сөздің алғашқы екі сылғасында немесе аккумуляторда сақталды. Нұсқаулар (әрқашан 4 биттік операциялық код және 9 биттік операндпен) кез келген сылғаға орналастырылуы мүмкін. Mercury-ден айырмашылығы, Gemini ұшу кезінде радарды және авиация саласында қолданылатын жасанды горизонтты пайдаланды. Mercury сияқты, Gemini ғарышкерлерге крен, тангаж және рульдік басқаруды жүзеге асыру үшін джойстик қолданды. Gemini ғарыш кемесінің жылжуын (алға, артқа, жоғары, төмен және бүйірге) басқару үшін T пішіндес тұтқалар (әр экипаж мүшесіне бір) қосылды. Жылжуды басқару кездесу және тұйықтауға, сондай-ақ ұшу жолын басқаруға мүмкіндік берді. Осы басқару түрлері Apollo ғарыш кемесінде де қолданылды. Gemini-дің бастапқы мақсаты парашют емес, Рогалло қанатын пайдаланып, қатты жерге қону болды, экипаж тік отырып, ұшу аппаратының алға жылғанын басқаратын еді. Бұл үшін аэродинамикалық қанат ұшақтың мұрына ғана емес, жылу қалқанының жанындағы тепе-теңдік үшін қосымша бекіту нүктесіне де бекітілуі керек болды. Бұл сым екі люктің арасында орналасқан металл жолағымен жабылған. Ақырында бұл жобадан бас тартылды және Mercury-дегідей теңізге қону үшін парашюттар қолданылды. Капсула көлденең жазықтыққа жақын бұрышта ілінді, сондықтан жылу қалқанының бір жағы бірінші болып сумен жанасты. Бұл Mercury капсуласында қолданылатын қону қапшығының қажеттілігін жойды.

Адаптер модулі

Адаптер модулі өз кезегінде Ретро модулі мен Жабдық модуліне бөлінді.

Ретро модулі

Ретро модульде төрт қатты отынмен жұмыс істейтін TE M 385 Star 13E ретроракеталары орналасқан, олардың әрқайсысы, сопласын қоспағанда, шар тәрізді болды. Ретро модульдің диаметріне дейін созылған екі балкаға олар құрылымдық түрде бекітілген, бұл балкалар ортада тік бұрышпен қиылысты. Қайта кіру процедурасы ретроракеталардың бірінен соң бірі іске қосылуымен басталды. Ұшыру кезіндегі белгілі бір уақыт аралығында авариялық тоқтату шаралары қолданылғанда, олар бірдей уақытта іске қосылып, Түсірілім модулін Титан зымыратынан қашықтыққа шығаратын.

Жабдық модулі

Gemini орбиталық қалыптасу және маневрлеу жүйесімен (OAMS) жабдықталған, онда барлық үш өңдеу осінде (алға/артқа, солға/оңға, жоғары/төмен) аударманы басқару үшін он алты дүрбілеуші бар, сонымен қатар Меркурийдегідей, қалыптасуды басқару (көлбеу, қисайту және домалану бұрышының бағдары) мүмкіндігі болды. Аударманы басқару орбитаның еңістігі мен биіктігін өзгертуге мүмкіндік берді, бұл басқа ғарыш кемелерімен кездесуді жүзеге асыру және өздерінің ракеталық қозғалтқышы бар Agena мақсатты көлігімен (ATV) байланысу үшін қажет болды, оны орбитада үлкен өзгерістер жасау үшін пайдалануға болады. Алғашқы қысқа мерзімді миссиялар электр қуатын батареялармен қамтамасыз етті, ал кейінгі ұзақ мерзімді миссиялар адамдар тасымалдайтын ғарыш кемелерінде алғашқы отын жасушаларын қолданды. Gemini кейбір жағынан Apollo-дан басым болды, өйткені соңғы бағдарлама бір жыл бұрын басталған. Ол ұшақтарға тән ерекшеліктерінің көптігіне байланысты «ұшқыштардың ғарыш кемесі» деп танылды, бұл Гас Гриссомның дизайнына тигізген әсерінен туындады, және осы кезде АҚШ-тың адамдар тасымалдайтын ғарыш бағдарламасы ұзақ мерзімді ұшу, кездесу және ғарыштан тыс қызметтер бойынша Кеңес Одағынан айқын басымдығын көрсетті. Осы кезеңде Кеңес Одағы ғарышкерлерді Айға жеткізуге арналған «Союз» ғарыш кемесін жасап жатты, бірақ саяси және техникалық проблемалар туындап, олардың айға сапар шегу бағдарламасының тоқтауына әкелді.

Ұшыру аппараты

Titan II 1962 жылы Атлас зымыраларын алмастыру үшін әскери-әуе күштерінің екінші буындық құрлық аралық баллистикалық зымырасы ретінде пайда болды. Гиперголикалық отынды пайдалану арқасында оны ұзақ сақтауға және құрамында аз компоненттері бар, қарапайым конструкциясының арқасында ұшыруға оңай дайындауға болады. Бірақ, отын қоспасы (азот тетроксиді және гидразин) Атластың сұйық оттегі/RP 1 отынымен салыстырғанда өте зиянды болды. Дегенмен, Titan зымырасын адам тасымалдауға бейімдеуде ертедегі pogo тербелісі мәселелеріне байланысты қиындықтар туды. Зымыра ұшыру құралы Кеннеди мысынан ұшырулар үшін ерекше радиобағдарлау жүйесін қолданды.

Ғарышкерлер

Дэйк Слейтон, ұшу экипажы операцияларының директоры ретінде, «Жемелес» бағдарламасына экипаждарды тағайындау үшін жауапты болды. Әрбір ұшуға негізгі және қосалқы экипажтар болды, ал қосалқы экипаж үш ұшудан кейін негізгі экипаж статусына ие болар еді. Слейтон миссия басшысын таңдаудағы бірінші кезек құқығын «Меркурий жетілігінің» соңғы төрт белсенді астронавтына беруді жоспарлады: Алан Шепард, Гриссом, Купер және Ширра. (Джон Гленн 1964 жылдың қаңтарында NASA-дан зейнеткерлікке шықты, ал кейбір NASA басшылары «Аврора-7» ғарыш аппаратының қиын қайтуына кінәлі деп есептеген Скотт Карпентер Әскери-теңіз күштерінің SEALAB жобасына қатысу үшін демалысқа кетіп, 1964 жылдың шілдесінде мотоцикл апатынан алған қол жарақатынан ұшуға тыйым салынды. Слейтонның өзі де жүрек ауруына байланысты ұшудан шеттетілді.) Шепардқа келетін болсақ, «Жемелес» жобасындағы жаттығулар барысында Мениер ауруына байланысты ішкі құлағының бұзылуы оны ұшу тізімінен алып тастады және түзету операциясынан өткенге дейін ұшудан шеттетілді. Ол «Жемелес» бағдарламасында ұшпады, бірақ «Аполлон-14» миссиясында командир ретінде ғарышқа қайта оралды. Сол жақ (командирлік) және оң жақ (ұшқыш) орындарындағы экипаж лауазымдарының атаулары АҚШ Әуе күштерінің ұшқыштар біліктілігінен алынды: Командирлік ұшқыш және Ұшқыш. 16 астронавт 10 экипаждық «Жемелес» миссиясына қатысты:

Топтық астронавт қызметі Миссиясы, негізгі экипаж лауазымы Миссиясы, қосалқы экипаж лауазымы
Астронавт тобы 1 Гордон Купер USAF «Жемелес-5» Командирлік ұшқышы «Жемелес-12» Командирлік ұшқышы
Вирджил «Гус» Гриссом «Жемелес-3» Командирлік ұшқышы «Жемелес-6А» Командирлік ұшқышы
Уолтер М. Ширра USN «Жемелес-6А» Командирлік ұшқышы «Жемелес-3» Командирлік ұшқышы
Астронавт тобы 2 Нил Армстронг Civilian «Жемелес-8» Командирлік ұшқышы «Жемелес-5» Командирлік ұшқышы «Жемелес-11» Командирлік ұшқышы
Фрэнк Борман USAF «Жемелес-7» Командирлік ұшқышы «Жемелес-4» Командирлік ұшқышы
Чарльз «Пит» Конрад USN «Жемелес-5» Ұшқышы «Жемелес-8» Командирлік ұшқышы «Жемелес-11» Командирлік ұшқышы
Джим Ловелл USN «Жемелес-7» Ұшқышы «Жемелес-4» Ұшқышы «Жемелес-12» Командирлік ұшқышы «Жемелес-9А» Командирлік ұшқышы
Джеймс Макдивитт USAF «Жемелес-4» Командирлік ұшқышы
Томас П. Стаффорд «Жемелес-6А» Ұшқышы «Жемелес-3» Ұшқышы «Жемелес-9А» Командирлік ұшқышы
Эд Уайт «Жемелес-4» Ұшқышы «Жемелес-7» Командирлік ұшқышы
Джон Янг USN «Жемелес-3» Ұшқышы «Жемелес-6А» Ұшқышы «Жемелес-10» Командирлік ұшқышы
Астронавт тобы 3 Эдвин «Базз» Олдрин USAF «Жемелес-12» Ұшқышы «Жемелес-9А» Ұшқышы
Юджин Сернан USN «Жемелес-9А» Ұшқышы «Жемелес-12» Ұшқышы
Майкл Коллинз USAF «Жемелес-10» Ұшқышы «Жемелес-7» Ұшқышы
Ричард Ф. Гордон USN «Жемелес-11» Ұшқышы «Жемелес-8» Ұшқышы
Дэвид Скотт USAF «Жемелес-8» Ұшқышы
Ұшуға таңдалған, бірақ ұшпаған астронавттар
Астронавт тобы 1 Алан Шепард USN «Жемелес-3» Командирлік ұшқышы
Астронавт тобы 2 Эллиот Си Civilian «Жемелес-9» Командирлік ұшқышы «Жемелес-5» Ұшқышы
Астронавт тобы 3 Уильям Андерс USAF «Жемелес-11» Ұшқышы
Чарльз Бассетт «Жемелес-9» Ұшқышы
Алан Бин USN «Жемелес-10» Командирлік ұшқышы
Клифтон Уильямс USMC «Жемелес-10» Ұшқышы

Экипаж таңдау

1963 жылдың соңында Слейтон Шепард пен Стаффордты «Жеміш-3» (Gemini 3), Макдивит пен Уайтты «Жеміш-4» (Gemini 4), Ширра мен Янгты «Жеміш-5» (Gemini 5) (бұл бірінші «Агена» кездесу миссиясы) үшін таңдады. «Жеміш-3»-тің қосалқы экипажы Гриссом мен Борман болды, олар сондай-ақ «Жеміш-6»-ға жоспарланған, ол алғашқы ұзақ мерзімді миссия еді. Соңында Конрад пен Ловелл «Жеміш-4» кемесіне қосалқы экипаж ретінде тағайындалды. «Агена» мақсатты аппаратын дайындаудағы кешігу экипаж ротациясының бірінші рет қайта құрылуына әкелді. Ширра мен Янгтың миссиясы «Жеміш-6»-ға ауыстырылды және олар Шепард пен Стаффордтың қосалқы экипажы болды. Гриссом мен Борманның ұзақ мерзімді миссиясы «Жеміш-5» ғарыш кемесіне тағайындалды. Екінші қайта құрылым Шепардтың ішкі құлақтың Меньер ауруынан зардап шегуімен болды. Гриссом содан кейін «Жеміш-3» командасын басқаруға тағайындалды. Слейтон Янгтың Гриссоммен жақсы үйлесетінін сезінді және Стаффорд пен Янгты ауыстырды. Соңында Слейтон Куперді ұзақ мерзімді «Жеміш-5» миссиясын басқаруға тағайындады. Үйлесімділік мақсатымен ол Конрадты «Жеміш-4»-тің қосалқы командирінен «Жеміш-5»-тің пилоты қызметіне, ал Борманды «Жеміш-4»-тің қосалқы командирі қызметіне ауыстырды. Ол Армстронг пен Эллиот Сиді «Жеміш-5» ғарыш кемесіне қосалқы экипаж ретінде тағайындады. Экипаж тағайындамасының үшінші қайта құрылымы Слейтонның Сидің «Жеміш-8»-дегі EVA-ның физикалық талаптарына сай еместігіне көз жеткізген кезде болды. Ол Сиді «Жеміш-9» ғарыш кемесінің бас командирі етіп тағайындады, Скотты «Жеміш-8»-дің пилоты, ал Чарльз Басетті «Жеміш-9»-дың пилоты етіп тағайындады. «Жеміш» экипажының төртінші және соңғы қайта құрылымы Си мен Басеттің қазасынан кейін болды, олардың оқу ұшағы Сент-Луисте «Жеміш-9» капсуласын сақтаған McDonnell ғимаратына кездейсоқ соқтығысты. Стэффорд пен Сернанның қосалқы экипажы жаңа негізгі экипажға көтерілді. Ловелл мен Олдрин «Жеміш-10» ғарыш кемесінің қосалқы экипажынан «Жеміш-9» ғарыш кемесінің қосалқы экипажына ауыстырылды. Бұл Ловелл мен Олдринге экипаж ротациясы арқылы жол ашты және олар «Жеміш-12» ғарыш кемесінің негізгі экипажы болды. Гриссом, Уайт және Роджер Чаффидің «Аполлон-1» өртінде қаза болуымен бірге, бұл соңғы құрам алғашқы жеті «Аполлон» экипажының құрамын анықтауға көмектесті және Айға бірінші болып бас сұққандардың кімдер болатынын анықтады.

In late 1963, Slayton selected Shepard and Stafford for Gemini 3, McDivitt and White for Gemini 4, and Schirra and Young for Gemini 5 (which was to be the first Agena rendezvous mission). The backup crew for Gemini 3 was Grissom and Borman, who were also slated for Gemini 6, to be the first long duration mission. Finally Conrad and Lovell were assigned as the backup crew for Gemini 4. Delays in the production of the Agena Target Vehicle caused the first rearrangement of the crew rotation. The Schirra and Young mission was bumped to Gemini 6 and they became the backup crew for Shepard and Stafford. Grissom and Borman then had their long duration mission assigned to Gemini 5. The second rearrangement occurred when Shepard developed Ménière's disease, an inner ear problem. Grissom was then moved to command Gemini 3. Slayton felt that Young was a better personality match with Grissom and switched Stafford and Young. Finally, Slayton tapped Cooper to command the long duration Gemini 5. Again for reasons of compatibility, he moved Conrad from backup commander of Gemini 4 to pilot of Gemini 5, and Borman to backup command of Gemini 4. Finally he assigned Armstrong and Elliot See to be the backup crew for Gemini 5. The third rearrangement of crew assignment occurred when Slayton felt that See wasn't up to the physical demands of EVA on Gemini 8. He reassigned See to be the prime commander of Gemini 9 and put Scott as pilot of Gemini 8 and Charles Bassett as the pilot of Gemini 9. The fourth and final rearrangement of the Gemini crew assignment occurred after the deaths of See and Bassett when their trainer jet crashed, coincidentally into a McDonnell building which held their Gemini 9 capsule in St. Louis. The backup crew of Stafford and Cernan was then moved up to the new prime crew of Gemini 9A. Lovell and Aldrin were moved from being the backup crew of Gemini 10 to be the backup crew of Gemini 9. This cleared the way through the crew rotation for Lovell and Aldrin to become the prime crew of Gemini 12. Along with the deaths of Grissom, White, and Roger Chaffee in the fire of Apollo 1, this final arrangement helped determine the makeup of the first seven Apollo crews, and who would be in position for a chance to be the first to walk on the Moon.

Қарыштап дамыған Егіздер

МакДоннелл Авиакомпаниясы, Меркурий және Джемини бағдарламаларының негізгі мердігері, сонымен қатар Аполлон бағдарламасының негізгі келісімшартына алғашқы үміткерлердің бірі болды, бірақ Солтүстік Америка авиациясына ұтылып қалды. Кейін МакДоннелл бағдарламаны кеңейтуді ұсынды, цислундық миссияны жүзеге асыруға және тіпті Аполлонға қарағанда ертерек және төмен құнмен айға ұшатын экипажға қол жеткізуге мүмкіндік беретін ұсынысты жасады, бірақ бұл ұсыныстар NASA тарапынан қабылданбады. Advanced Gemini миссиялары үшін әскери рейстер, ғарыш станцияларының экипажы мен логистикалық жабдықтау, сондай-ақ Айға ұшулар сияқты түрлі қолданыстар қарастырылды. Айға қатысты ұсыныстар, Centaur сияқты күшті жоғарғы сатыларда Agena Target Vehicle үшін жасалған түйістіру жүйелерін қайта пайдаланудан бастап, Айдың бетіне қонуға мүмкіндік беретін Gemini ғарыш кемесінің толыққанды модификациясына дейін ауқымды болды. Оның қолданылуы Аполлон дайын болмай тұрып айдың айналасын ұшудан бастап, апаттық жағдайларда паналау немесе Аполлон экипажының құтқарылуы, тіпті Аполлон бағдарламасын толығымен алмастыруға дейін жететін еді. Advanced Gemini ұсыныстарының кейбіреулері бастапқы бағдарламадан еш өзгеріссіз қолданылған Gemini ғарыш кемелерін пайдаланды, ал басқалары ғарыш кемесіне көбірек экипаж мүшелерін тасымалдауға, ғарыш станцияларымен түйісуге, Айға сапар шегуге және басқа да миссия мақсаттарын орындауға мүмкіндік беретін модификацияларды ұсынды. Сондай-ақ, ғарыш кемесіне қанаттар немесе парашют қосу мүмкіндігі де қарастырылды, бұл оған көлденең қону жасауға мүмкіндік берер еді.

Үлкен Егіздер

Үлкен Близнецы (немесе "Үлкен G") 1969 жылдың тамызында McDonnell Douglas ұсынған тағы бір жоба болды. Ол кең сыйымдылыққа ие, кез келген мақсаттағы ғарышқа қол жеткізуді қамтамасыз етуге арналған, соның ішінде кейіннен Apollo немесе ғарыш шаттлы қолданған миссияларды да қамтитын. Зерттеу орбиталық ғарыш станциясын жабдықтау үшін пайдаланылатын Gemini негізіндегі логистикалық ғарыш кемесінің алдын ала жобасын жасау мақсатында жүргізілді. Алдын ала белгіленген жерге қону, жөндеу және қайта пайдалану жобалау талаптары болып табылды. Екі негізгі ғарыш кемесі анықталды: Min Mod Big G деп аталған Gemini B-нің кемінде тоғыз адамдық модификациясы және сыртқы пішіні бірдей, бірақ жаңа, заманауи жүйелермен жабдықталған Advanced Big G деп аталған 12 адамдық кеңейтілген жоба. Ғарыш кемесімен пайдалану үшін Saturn IB, Titan IIIM және Saturn INT 20 (S IC/S IVB) үш ұшыру құралы зерттелді.

Әскери қолдану

Әуе күштері "Жемен" жүйесіне қызығушылық танытты және Адамды орбиталық зертхананың экипаж көлігі ретінде ғарыш кемесінің өз модификациясын пайдалануға шешім қабылдады. Осы мақсатта "Жемен-2" ғарыш кемесі қайта жаңартылып, "Титан IIIC" ракетасымен ғарышқа жіберілген MOL макетімен қайтадан ұшты. Бұл ғарыш кемесінің ғарышқа екі рет ұшқан алғашқы жағдайы болды. АҚШ Әуе күштері сондай-ақ "Жемен" ғарыш кемесін әскери мақсаттарға бейімдеуді қарастырды, мысалы, жерді қарапайым бақылау (арнайы барлау камерасын орнату мүмкін емес еді) және күдікті спутниктермен кездесуді жаттығу ретінде жүргізу. Бұл жоба "Көк Егіздер" деп аталды. АҚШ Әуе күштері "Жеменді" АҚШ Әскери-теңіз күштерінің қалпына келтіруіне келіспеді, сондықтан "Көк Егіздер" жобасы үшін қанатты бөлікті пайдаланып, бастапқы "Жемен" дизайнынан алынған үш тіреуге қонуды жоспарлады. Бастапқыда NASA-дағы кейбір мамандар АҚШ Әуе күштерімен шығындарды бөлісуді қолдады, бірақ кейіннен NASA-ның "Жеменді" өздігінен пайдалануы тиімдірек деп келісті. 1963 жылы қорғаныс министрі Роберт Макнамара "Көк Егіздер" жобасын тоқтатты, себебі NASA-ның "Жемен" ұшулары қажетті әскери тәжірибелерді жүргізе алады деп шешті. 1969 жылы қорғаныс министрі Мелвин Лэрд MOL жобасын тоқтатты, өйткені ұшқышсыз тыңдау спутниктері осы функцияларды әлдеқайда арзанға орындай алатыны анықталды.