Аполлон-15: Ай бетіндегі операциялар мен ұшуға дейінгі кезеңдер

Кіріспе

НАСА-ның төртінші адаммен Айға қонуының барысы, ұшуға дейін

Аполлон 15 Ай бетіндегі операциялары 1971 жылдың 30 шілдесінен 2 тамызына дейін Аполлон 15 командирі Дэвид Скотт және Аполлон Ай модулінің ұшқышы Джеймс Ирвин жүргізді. Олар алғашқы Айлық жүргінші көлікті пайдаланып, Апеннин тауларының етегіндегі, Хэдли Рилл жанындағы қонған жерінен үш зерттеу сапары жасады. Олар «Фалькон» Ай модулінен тыс 18,5 сағат бойы ай бетінен материалдар жинады.

Құтқару

104 сағат 30 минут 12 секундта «Falcon» қондыру қозғалтқышы іске қосылды. Алғашқы 26 секунд бойы шамамен 10% қуатпен жұмыс істеді, бұл басқару компьютеріне қозғалтқышты LM-ның ауырлық орталығы арқылы бағыттауға мүмкіндік берді, содан кейін қуатын 100%-ға дейін арттырды. Ирвин Апаттық Бағыттау Жүйесінің (AGS) биіктік және түсу жылдамдығы бойынша Негізгі Бағыттау және Навигация Жүйесімен (PGNS) сәйкес екенін растады. Үш минуттан кейін компьютер ғарыш кемесін бұрып, олар енді артқа қарап жатты, терезелері Ай бетінен алысқа қарады. Бұл қондыру радарын жер бетін анықтау үшін қажет болды. Скотт содан кейін биіктік және жылдамдық шамдарының жанғанын хабарлады, компьютер радардан қабылдаған деректерге қанағаттандыратын екенін көрсетеді. Қозғалтқыш жұмысын бастағаннан кейін алты минут өткенде, олар жер бетінен 9000 метр биіктікте болды. Миссиялық Бақылау орталығындағы Ұшу директоры трек деректеріне сүйене отырып, олар жоспарланған қондыру орнынан 900 метр оңтүстікке қонуға бағытталғанын білді. Бастапқыда экипажға хабарламауға шешім қабылдағанымен, CapCom Эд Митчелл оны көндірді. Осы уақытта Скотт терезеден жерді көруге тырысты. Ол Хэдли тауының дельтасын көре алса, қонуға болатынын ойлады. Ол Rille-ді көре алмады, бұл симуляторларда мүмкін болған. Тоғыз минут он секундтан кейін компьютерде 64-бағдарлама іске қосылды, LM алға қарай иілді және экипаж жерді көре алды. Терезедегі белгілер мен Ирвин оқыған бұрыштарды пайдаланып, Скотт компьютердің қону орнын болжаған жерін анықтады, содан кейін болжалған жерді өзгерту үшін қолмен басқару құрылғысын қолданды. Ол қону кезінде 18 рет осылай жасады, мақсатты жерді 338 метрге және солтүстікке қарай 409 метрге жылжытты. Скотттың басты мәселесі – жер бетіндегі егжей-тегжейлі ақпараттың жетіспеуі болды. Сайттың ең жақсы суреттерінің ажыратымдылығы 66 фут (20 м) ғана болды және фототалдаушылар суреттерді күшейтіп көрсеткен. Басты мәселе кратерлердің тереңдігін жоғары бағалау, осылайша оларды күн бұрыштарында көлеңкелі ету болды. Әйгілеуге орай, ол төрт кратерді көре алды: Мэтью, Марк, Люк және Индекс (оны Жохан емес, Индекс деп атау себебі – Аполлон 8 кезінде Жаратылыс кітабын оқығаны үшін НАСА-ны сотқа берген белгілі атеист Мадалин Мюррей О’Хейр. Ол сот ісін ұтырғанымен, НАСА кейінгі ұшуларда ашық діни жариялауларға қатысты сақтық танытты). Ирвин биіктікті, түсу жылдамдығын және болжамды қону орнын оқуды бастады. 120 метр биіктікте компьютер 66-бағдарламаға ауыстырылды, ол қону кезеңі үшін арналған. Скотт енді қолмен басқаратын болды. Ирвин болжамды қону орнын оқуын тоқтатты. 120 фут (37 м) биіктігінен өтетін кезінде Скотт шаңды көріп жатқанын айтты. Олар 18-15 метрге жеткенде, сыртқы көрініс толығымен шаңмен жасырылады. Содан кейін Ирвин қондыру зондтарының бірі LM аяғына тигенін көрсететін контакт шамның жанғанын хабарлады. Скотт дереу қозғалтқышты өшірді. Ұзартылған қозғалтқыш қоңырауының жерге тиіп, отты қайта қозғалтқышқа жіберуі мүмкін деген қауіп болды. Олардың жылдамдығы шамамен 2 м/с болды, бұл бұрынғы миссияларға қарағанда екі есе жоғары. Бірнеше секундтан кейін Скотт жерге хабарлады: «Жарайды, Хьюстон. Falcon Хэдли жазығында». Falcon сол жаққа шамамен 10 градусқа, ең жоғары рұқсат етілген бұрыштан 5 градусқа төмен иілген. Ол кратердің шетіне қонды, нәтижесінде қозғалтқыш қоңырауы зақымдалды және аяқтарының бірі кратерде қалды. Олар жоспарланған қондыру орнынан шамамен 600 метр солтүстікке және 175 метр батысқа қарай қонды. Алайда марсоходтың мүмкіндіктеріне байланысты бұл мәселе алаңдаушылық тудырмады.

At 104 hours, 30 minutes and 12 seconds GET the descent engine of Falcon ignited. Burning at about 10% for the first 26 seconds so that the guidance computer could gimbal the engine to direct the thrust through the center of gravity of the LM, it then thrust up to 100%. Irwin confirmed that the Abort Guidance System (AGS) agreed with the Primary Guidance and Navigation System (PGNS) on their height and rate of descent. At three minutes the computer rolled the spacecraft so that they were now on their back, with the windows facing away from the lunar surface. This was so the landing radar could acquire the surface. Scott then announced the altitude and velocity lights, indicating the computer was getting acceptable data from the radar. Six minutes into the burn they were 30,000 feet (9000 m) above the surface. In Mission Control, the Flight Director learned that tracking data indicated they were going to land 3000 feet (900 m) south of the targeted landing site. Although at first he decided not to tell the crew, Ed Mitchell, the CapCom, convinced him otherwise. During this time Scott was trying to see the ground through his window. He thought they were going to land as long as he could see Mount Hadley Delta. He was unable to see the Rille, something that had been possible in the simulators. Nine minutes and ten seconds into the burn, Program 64 started on the computer and the LM pitched forward and the crew could see the ground. Using scribe marks on the window and angles read to him by Irwin, Scott found where the computer was predicting the landing site to be and then used a hand controller to move the predicted location. He did this 18 times during the landing, moving the target site a total of 338 meters (1110 feet) uprange and 409 meters (1341 feet) north. Scott's main problem was that there was very little detail on the surface. The best images of the site only had 66 ft (20 m) resolution and photoanalysers had overenhanced the images. The main problem was overestimating the depth of craters, so as to make them have shadows at higher sun angles. Fortunately he was able to see four craters, Matthew, Mark, Luke and Index (the reason it was called Index and not John was due to Madalyn Murray O'Hair, an outspoken atheist who had sued NASA over the reading of Genesis during Apollo 8. Although she lost the case, NASA remained squeamish on overtly religious announcements on later flights). Irwin began reading the altitude, rate of descent and the projected landing site. At 400 ft (120 m), the computer was switched to Program 66, designed for the landing phase. From now on Scott was flying manually. Irwin stopped reading out the projected landing site. Passing through 120 ft (37 m) Scott said he was picking up some dust. By the time they got to between 60 and 50 ft (18 to 15 m) the view outside would be completely obscured by dust. Irwin then announced that the contact light had illuminated, indicating one of the landing probes on the LM's feet had contacted the ground. Immediately Scott cut the engine. With the extended engine bell there was a fear that it could touch the ground and cause exhaust to travel back into the engine. It is estimated that they were travelling 6.8 ft/s (2 m/s) when they hit, twice as fast as previous missions. A few seconds later, Scott informed the ground that "Okay, Houston. The Falcon is on the Plain at Hadley." Falcon was tilted nearly 10 degrees to its back left, just 5° below the maximum acceptable angle. It set down on the rim of a crater such that its engine bell was damaged, and with one of the legs in the crater. They were about 600 meters north and about 175 meters west of the targeted landing site. This was of little concern though thanks to the capabilities of the rover.

Қалқымалы EVA

Скотт пен Ирвин алғаш рет сыртқа шығуға дейін ұйықтап алды. Екеуі де жеті сағаттық ғарыштан тыс қызметтің (Extravehicular activity) ең жақсы деңгейде атқару үшін демалу керектігін түсінді. Бірақ Скотт жаңа зерттелетін аймаққа сыртқа шығудың алдында оны толық қарап шығудың қажеттілігін де білді. Сондықтан ол миссия жоспарлаушыларды алғашқы ұйқы кезеңінен бұрын тік тұрып EVA жасауға көндірді. Бұл сондай-ақ оларға осы миссияда алғаш рет қолданылатын 500 мм телеобъективті пайдалану үшін тұрақты платформа берді. Объективті ғарыш кемесіне тигізу қиын болды, себебі салмақ үнемдеуі фунттармен өлшенді. Қонудан екі сағат өткен соң, олар LM-нің қысымын түсірді және жоғарғы люкті және байланыс механизмін алып тастады. Содан кейін Скотт қозғалтқыш қақпағының үстіне тұрып, басын сыртқа шығарды. Айналасына қарап, Скотт бұл аймақтың карталарын айлар бойы зерттегендіктен жақсы таныс еді. Ол Монс-Хадли, Монс-Хадли дельтасы, Аққу жотасы, Күміс шұбар, Беннетт төбесі, 305-ші бейіт және Солтүстік кешенді оңай тани алды. Скотттың алғашқы міндеті 60 мм объективпен аймақтың 22 суреттен тұратын стерео панорамасын түсіру болды. Содан кейін ол телеобъективпен қызығушылық тудырған нысаналарды, ал кейін 60 мм объективпен аймақтың түсті панорамасын суретке түсірді. Ол Rover-ді пайдалану туралы қалған барлық алаңдаушылықтарды сейілтіп жіберді. Жерден алынған радарлық байқаулар аймақтың үлкен тастармен жабылғанын көрсеткен, бұл Rover-мен жүруді мүмкінсіз ететін еді. Скотт олардың жанында 15-20 см-ден үлкен тас жоқ екенін көрді. Содан кейін ол өзінің айналасындағы ерекшеліктерді сипаттады. Бұл, негізінен, аймақтың жалпы көрінісін беру және жағымсыз тосынсырулардың болмауын қамтамасыз ету үшін жасалды. Люкті ашқаннан кейін 30 минут өткен соң, Скотт қайтадан кірді, люк жабылды және Falcon қысымын қалпына келтірді.

EVA-2

Екінші EVA-ның мақсаты тағы да Хэдли тауының дельтасы болды, бірақ экипаж тікелей бағытпен және күні бұрын саяхаттаған жерден шығысқа қарай бағытталды. Сағатына 9 км жылдамдықпен қозғалып, жазықтықты тиімді түрде кесіп өтті. Күннің алғашқы аялдамасы – 4-ші станция, жылу ағыны эксперименті үшін тесіктерді бұрғылауды аяқтау үшін уақытты кеңейту мақсатымен тоқтатылды. Бұл Оңтүстік шоғырдың батыс жиегіндегі Дюна кратерінде болды. Астронавттар алайда Дюнаға қысқа тоқталып, LM-ге қайта оралды. Навигациялық тоқталыстан кейін, олар Дельтаның негізімен бойымен 3 км қашықтықты Дэнделион және Фрост кратерлеріне қарай жүрді. Фрост 5-ші станцияның орны болуы керек еді. Скотт айналада аз өзгерістер бар екенін байқады және Фросттың көп айырмашылық ұсынбайтынын шешті, сондықтан Сент-Джорджтан 3 км және Дельтаға дейін 100 м жерде тоқтауға келісті. Бұл қызықты жұмыс болды, еңіс шамамен 10 градусқа жетеді. Фростқа жетпеуі 5-ші станцияны жойды, оларды 6-шы станцияға орналастырды. Олар алдымен жаңадан пайда болған 1 метрлік кратерден үлгі алды, ол ескі 3 метрлік кратердің жиегінің бөлігі болды. Роверді тоқтатқан жердің үстінен одан да көп үлгілер жинады. Көбінесе брекшиялар болды, бірақ бір порфириттік базальт та табылды. Скотт 12 метрлік кратерге түсуді шешті, ол жақын маңдағы ең үлкен кратер еді. Ол оның ішіне түсіп үлгі алды, бірақ көптеген тастар тым үлкен болды. Миссиялық басқару оларға топырақтың механикалық қасиеттерін зерттеу үшін траншея қазуды және ядролық үлгі алуды сұрады. Ирвин траншеяны қазып, Скотт оны суретке түсірді. Содан кейін ядролық үлгі (15009) кратер ішінен алынды. Роверге оралғаннан кейін, олар 650 фут (200 м) қашықтықтағы үлкен тасқа (6-шы станция А) дейін жүрді. Тіпті аз ғана еңісте қысқа қашықтықты жүру де көп уақыт алды, сондықтан экипажқа сонда жету үшін роверді пайдалану оңай болды. Тастың ені 3 метрге жетеді. Ровердің төбеден сырғып кетпеуін қамтамасыз ету үшін бір экипаж мүшесінің ровердің жанында тұруы қажет болды, енді еңіс 15 градусқа жеткен еді. Тоқтау уақыты азайып бара жатқанда, Скотт Ирвиннің бұрын көргенін растады – тас жасыл түспен көзге түседі. Түс магний тотығынан туындаған. Роверге оралғаннан кейін, олар Спар кратеріне (7-ші станция) барды, оның ені 100 метр, ал тереңдігі 20 метрді құрады. Кратердің жиегіне жеткенде олар кішкентай сынықтарды тапты, соның ішінде ақ тамырлысы бар сынықтарды да. Алғашында Ирвин жасыл топыраққа тап болғанын ойлады, бірақ Скотт бұл визирлердің алтын жалатылған шлемдерінен туындағанын анықтады. Содан кейін олар Аполлон бағдарламасының барлық кезеңінде жиналған ең танымал ай үлгісін көрді – 15415 үлгісін, немесе бұқаралық ақпарат құралдары оны «Жаратылыс тасы» деп атады. Алғашында ол жартылай кристаллды тас сияқты көрінді, бірақ жақынырақ қарағанда оның таза плагиоклаз екені, яғни анортозит екені анықталды. Бастапқыда олар Айдың алғашқы қабығының бөлігін тапты деп ойлаған, бірақ кейінірек жүргізілген талдаулар тастың жасы 4,1 ± 0,1 миллиард жыл ғана екенін көрсетті, бұл Айдан жас және Ай қабығы қатып қалғаннан кейін пайда болды. Бірақ ол әлі де өте ескі үлгі болды және Имбрианға дейінгі дәуірден қалған. Скотт кратердің солтүстік-батыс жиегіндегі үлкен тасқа тез барып, оны түрлі бұрыштардан суретке түсірді. Ол оның жанында (15445) үзілген үлгіні жинады, ол одан бөлініп кеткенін болжады. Тас ірі соққыдан балқыған брекшия екені анықталды. Содан кейін ол Ирвинге қосылды, ол роверге жақын жердегі сыртқы үлгіні жинауға дайындалып жатқан. Уақыт азайып, кері қайту уақыты жақындаған кезде, геология бөлімшесі астронавттардың сол аймақтан мүмкіндігінше көп сынықтарды жинап алуын талап етті. Ирвин үлкен брекшиядан үлгі алғысы келді, бірақ #15415-те көп уақыт өткізгеннен кейін, бұл жерде аз уақыт қалды. Олар сонымен қатар реголиттен 78 сынық алып, сыртқы үлгілерді де алды. Кетуге үш минут қалғанда, Ирвин үлкен тасқа қапшағымен соқты, оны жарылымдардың бірінен бөліп жіберді. Олар жинаған сынық миссияда жиналған екінші үлкен тас болды. Олар Falcon-ға келген жолымен қайта оралды. Оңтүстік шоғыр мен Дюнадан өтіп бара жатқанда Скотт бірнеше үлгілерді жинау үшін тоқтауға шешім қабылдады. CapCom-ның басшысы Джо Аллен оларға мұнда 10 минут қана уақыт бар екенін ескертті. Ирвиннің камерасы аймақтың панорамасын алғаннан кейін тосқауылға ұшырады, бұл Скотты қалған барлық құжаттамалық фотосуреттерді алуға мәжбүр етті. Жылдам жұмыс істеп, олар үлгілерді жинады, соның ішінде Дюнаның жиегіндегі үлкен базальт тастан бірнеше үлгіні алды. LM-ге оралғаннан кейін Скотт жылу ағыны эксперименті үшін тесіктерді бұрғылаудың тағы бір әрекетіне кірісті. Ирвин АЛСЕП-тің айналасынан қолмен ядролық үлгілер алды. Бұрынғыдай бұрғылау ісі жалғасып, бұрғылау тағы да тоқтап, одан әрі жылжудан бас тартты. Скотт бұрғыны жоғары тартып, бұрғы ұшындағы ойықтарды тазалап, содан кейін бұрғының өзінің салмағымен жылжуға рұқсат берді. Алайда, бұл процесс бұрғы ұшының бөлімдерінің ажырауына әкелді, яғни Скотттың істегені – бетінің астында жаңа кедергі жасау еді, оның екенін ол білмеді. Ол зерттеу тіректерін орнатуға тырысқанда, олар тек 1 метрге ғана енді. Ұшудан кейін талдаулар бұрғылау дизайнының кемшілігі бар екенін көрсетті, саяқтар саяқтардың біріктірілген жерінде тым жақын орналасқан. Топырақтың механикалық қасиеттерін зерттеу үшін траншея қазылып, реголиттің беріктігін өлшеу үшін пенетрометр пайдаланылды. Скотт тағы бір тесік бұрғылауды бастады, бұл жолы терең ядролық үлгі үшін. 2,4 метрде Скотт бұл жеткілікті екенін шешті, өйткені олар жылу ағыны зерттеулерінің негізгі себебі болған тереңдіктен төмен түсті. Келесі күні кері оралып, ядроны алып тастау үшін уақытты жоғалтпау ниетімен, ол оны сыртқа тартып алуға кірісті. Ол оны 20 см-ге көтеріп алды, бірақ содан кейін ол одан әрі жылжудан бас тартты. Күннің соңғы міндеті – Америка Құрама Штаттарының туын орнату болды. Олар Falcon-нан 7 сағат 12 минут бойы сыртта болды.

The target of the second EVA was Mount Hadley Delta again, but the crew drove via a more direct route and to a site east of where they had travelled the previous day. Travelling at 5.5 mph (9 km/h) they made good time across the plain. The first stop of the day, Station 4 was cancelled to give them more time to finish the drilling the holes for the heat flow experiment. This was at Dune crater, on the western edge of the South Cluster. The astronauts would, however, briefly visit Dune on the return trip to the LM. After making a navigation stop, they started to travel the 1.9 mi (3 km) along the base of the Delta towards Dandelion and Frost craters; Frost was to be the location of Station 5. Scott found there was little variation in the surroundings and decided that Frost was going to offer little difference, so it was decided to stop at a site about 1.9 mi (3 km) from St George and 320 ft (100 m) up to the Delta. It was interesting work, with the slope being about 10 degrees. Not reaching Frost cancelled Station 5, placing them instead at Station 6. They first sampled a fresh looking 1 meter crater, that was part of the rim of the older 3 meter crater. More samples were made above the area where they had parked the Rover. Most were breccias, but they did find one porphyritic basalt. Scott decided to move down to a 40 ft (12 m) crater, which was the largest one nearby. He went down inside it to sample, but found most of the rocks to be too large. Mission Control called up and said they would like the crew to dig a trench to study the soil mechanics and take a core sample. Irwin dug the trench, which Scott photographed. Then the core sample (15009) was taken from inside the crater. Returning to the Rover, they drove 650 ft (200 m) to a large boulder (Station 6A). Even walking short distances on the slope was time consuming so it was easier to just have the crew use the Rover to get there. The boulder was 10 ft (3 m) across. It was necessary for one crewmember to stay by the Rover, holding it to make sure it did not slide down the hill, which now had a 15 degree slope. With time running out on the stop, Scott was able to confirm what Irwin had seen earlier — the rock had a greenish tinge. The color was found to come from magnesium oxide. Back on the Rover, they traveled onward to Spur crater (Station 7), which was 320 ft (100 m) across and 66 ft (20 m) deep. Reaching the crater's rim they found small fragments, including one with a white vein. At first Irwin thought he had kicked up some green soil, but Scott found it was just caused by the visors of the helmets which were coated gold. It was then that they saw what would become the most famous lunar sample collected during the entire Apollo program — sample 15415 or as it was dubbed by the media, the "Genesis Rock". It looked at first just like a partially crystalline rock, but the closer they looked they realized it was almost pure plagioclase, meaning it was anorthosite. It was originally thought they had found a piece of the Moon's primordial crust, but later analysis would show that the rock was only 4.1 ± 0.1 billion years old, which is younger than the Moon itself, and was formed after the Moon's crust solidified. But it was still an extremely old sample, and was from the pre Imbrian era. Scott quickly went to a large boulder on the northwest rim of the crater and took photos of it from many angles. He collected a sample next to it (15445) which he assumed had broken off of it. The boulder was determined to be a large impact melt breccia. He then joined Irwin who was preparing to collect a rake sample closer to the rover. With time running out, and the walk back constraint approaching, the geology backroom decided that they wanted the astronauts to collect as many small fragments as they could from the area. Irwin had wanted to sample a large breccia but after spending so much time on #15415, there was little time left at the site. They also took some rake samples, netting 78 fragments from the regolith. With only three minutes before they had to move on, Irwin hit a large rock with his scoop, breaking it along one of its fracture lines. The chip they collected would be the second largest rock collected on the mission. They returned to Falcon along essentially the same path as they came. Passing the South Cluster and Dune, Scott decided to stop and collect some samples. Joe Allen, the CapCom, warned them that they only had ten minutes to spend here. Irwin's camera jammed after acquiring a panorama of the area, forcing Scott to take all the remaining documentation photography. Working quickly, they collected samples, including several from a large basalt boulder on the rim of Dune. On returning to the LM, Scott began another attempt at drilling holes for the heat flow experiment. Irwin took some manual core samples from around the ALSEP site. Again like the previous day the drill continued to get stuck, refusing to go any further. Scott was able to advance a few centimeters by pulling the drill up to clear the flutes on the drill bit and then letting the drill advance only using its own weight. This process however would cause the drill bit sections to come apart, meaning that what Scott was really doing was creating a new obstruction below the surface without realizing it. When he tried to emplace the probes they only went in 3 ft (1 m). Post flight analysis would find that the drill design was flawed, with the flutes too close together at the joint joining the sections of the stem. A soil mechanics experiment was undertaken by digging a trench and using a penetrometer to measure the strength of the regolith. Scott began drilling another hole, this time for a deep core sample. At 2.4 meters, Scott decided that this was far enough as they were well below the depth of the heat flow probes, the main reason for taking the core sample. Not wanting to lose time the next day returning to remove the core, he started to pull it out. He managed to get it up 20 cm but then it refused to move any further. The last task of the day was to set up the flag of the United States. They were outside Falcon for 7 hours and 12 minutes.

Геологиялық станциялар карталары

Бұл – Аполлон-15 алдын ала ғылыми есебінен алынған, сәл өңделген карталар. Барлық суреттерде X үлгілер алынған жерлерді, 5 таңбалы сандар – LRL үлгілерінің нөмірлерін, тіктөртбұрыш – Ай роверін (нүкте телекамераны көрсетеді), қара дақтар – ірі тастарды, штрихталған сызықтар – кратер шеттерін немесе басқа да жер бедері ерекшеліктерін, ал үшбұрыштар – панорамалық станцияларды білдіреді.