Введение

Обзор полёта "Аполлона-15" от запуска до выхода на лунную орбиту. Запущенный 26 июля 1971 года в 9:34:00 по восточному времени, "Аполлон-15" достиг Луны за четыре дня. После двух часов на орбите вокруг Земли была повторно включена третья ступень S IVB ракеты-носителя "Сатурн-V", чтобы отправить корабль к Луне. Во время извлечения лунного модуля (LM) из отсека под командным и сервисным модулем (CSM), на панели управления загорелся индикатор, сигнализирующий об открытии клапанов двигательной установки сервисного модуля и готовности двигателя к запуску. Причиной оказалась неисправность в переключателе, управляющем резервными клапанами двигателя. Были разработаны новые процедуры для решения этой проблемы. При первом осмотре лунного модуля Скотт и Ирвин обнаружили разбитое стекло измерительной ленты (тапеметра), что потребовало очистки осколков, чтобы избежать их вдыхания. На четвёртый день корабль вышел на лунную орбиту и экипаж начал подготовку к посадке на Луну.

Запуск и трансунечная инъекция

Экипаж был разбужен в 4:19 утра по восточному времени. После непродолжительного медицинского осмотра они позавтракали с дублирующим составом и группой поддержки. Затем они надели скафандры и на фургоне были доставлены на стартовую площадку, где прибыли в 6:45 утра. Это было примерно за два с половиной часа до старта. Во время фазы запуска Скотт сидел на левом кресле командного модуля (CSM), Уорден – в центральном, а Ирвин – на правом. "Аполлон-15" был запущен 26 июля 1971 года в 9:34:00 по восточному времени. Одной из немногих проблем, возникших на этапе запуска, было разделение первой и второй ступеней. Твердотопливные двигатели малой тяги, использовавшиеся для стабилизации топлива и окислителя во второй ступени (S II), были удалены из межступенчатого отсека. Первая ступень также несла всего четыре тормозных двигателя, в то время как в предыдущих миссиях их было восемь. Двигатели первой ступени не выключились плавно, потребовалось более четырех секунд, чтобы снизить тягу с 2% до нуля. В результате первая ступень (S IC) оказалась ближе ко второй ступени (S II), чем планировалось, и запуск второй ступени привел к отключению телеметрического оборудования первой ступени. Через 11 минут и 34 секунды после старта экипаж вышел на околоземную орбиту высотой 92,5 x 91,5 морских миль (171,3 x 169,5 км). Орбита на такой высоте не может быть устойчивой в течение длительного времени из-за трения об атмосферу Земли, но экипаж провел на ней всего три часа, прежде чем повторно зажечь третью ступень S IVB, чтобы выйти на траекторию полёта к Луне. Около 220 кг жидкого кислорода (LOX) было потеряно через открывшееся вентиляционное отверстие S IVB после того, как ракету слишком быстро наклонили вниз после выключения двигателя. Одно из окон командного модуля "Аполлона-15" было специально разработано для пропускания ультрафиолетового излучения, что позволило экипажу получать УФ-фотографии Земли и Луны. Съемка началась сразу после выхода на околоземную орбиту и продолжалась на протяжении всей миссии. В периоды, когда окно не использовалось, Центр управления полетами требовал закрывать его специальной крышкой, блокирующей УФ-излучение, чтобы минимизировать воздействие на экипаж. Через 2 часа, 50 минут и 2,6 секунды после старта S IVB повторно запустилась и работала в течение 5 минут и 49 секунд. Этот импульс увеличил скорость космического корабля с 7809 м/с до 10 827 м/с. Высота была увеличена до 167,4 морских миль (310,0 км).

Проблемы с двигателем

Следующей важной задачей экипажа были перестановка, стыковка и извлечение лунного модуля. Лунный модуль находился под командным и служебным модулями, носом к хвосту. Поэтому CSM должен был отделиться от S IVB, пройти небольшое расстояние, развернуться на 180 градусов, а затем состыковаться и извлечь лунный модуль. Сначала CSM «Эндевор» отделился, на разворот, возвращение и жесткую стыковку потребовалось десять минут. Примерно через полчаса, после наддува лунного модуля и проверки герметичности стыковочных замков, экипаж извлек «Falcon» из S IVB. S IVB должна была выйти на траекторию, чтобы столкнуться с лунной поверхностью в точке с координатами 3°39' ю.ш., 7°35' з.д. Во время перестановки и стыковки загорелся индикатор «SPS Thrust» на панели управления системы контроля входа. Служебная двигательная установка (SPS) была ракетным двигателем CSM, и этот индикатор показывал, что клапаны двигателя открыты и ракета должна работать, чего на самом деле не происходило. В качестве меры предосторожности экипаж отключил автоматические выключатели, управляющие клапанами, чтобы предотвратить их случайное открытие из-за короткого замыкания и запуск двигателя. После некоторого времени диагностики было установлено, что короткое замыкание произошло в переключателе «Delta V Thrust». Этот переключатель открывал клапаны в SPS. Поскольку причиной был переключатель, сам двигатель был исправен, но при работе с двигателем необходимо было использовать новые процедуры, чтобы предотвратить случайный запуск. Одной из причин успеха программы «Аполлон» была резервирование критически важных систем — в случае с SPS для двигателя было предусмотрено две независимые системы клапанов. Короткое замыкание в переключателе затронуло только один из этих комплектов клапанов, поэтому двигатель все еще можно было запустить. Но вместо того, чтобы открывать оба комплекта клапанов в начале каждого запуска, использовались только исправные клапаны. При длительных включениях клапаны, затронутые коротким замыканием, открывались только через десять секунд и закрывались перед окончанием включения. Центр управления полетами решил отменить первую коррекцию курса (MCC 1). Это давало им возможность запустить двигатель SPS во время второй запланированной коррекции. Эта отмена позволила перенести задачи, которые должны были быть выполнены позже, и экипаж мог лечь спать раньше. Эти задачи включали сброс воды и перевод космического корабля в пассивный тепловой режим (PTC), или так называемый «режим барбекю», когда корабль помещали в медленное вращение для равномерного распределения тепла. Почти через 15 часов после старта экипаж выключил свет в кабине и заснул.

День 2

Второй день полёта "Аполлона-15" был посвящен второй запланированной коррекции траектории и предварительной проверке лунного модуля "Сокол". Центр управления полётами сначала попросил экипаж выполнить 0,7-секундный запуск двигателя SPS перед запланированной второй коррекцией траектории. Это было сделано для локализации места короткого замыкания в переключателе Delta V Thrust. Запуск позволил Центру управления полётами подтвердить, что двигатель SPS может быть случайно запущен только при включенном неисправном переключателе. После полёта было установлено, что в переключатель попал кусок провода длиной 0,06 дюйма (1,4 мм), вызвавший короткое замыкание. Сам запуск двигателя оказался успешным, увеличив скорость корабля на 5,3 фута в секунду (1,62 м/с), что позволило Центру управления полётами отменить запланированные вторую и третью коррекции траектории. После сброса атмосферы лунного модуля в открытый космос (на случай загрязнения космического корабля) и её последующего восполнения из командного модуля, экипаж снял люк между "Endeavour" и "Falcon" и вошёл в лунный модуль. Скотт и Ирвин проверили настройки переключателей в лунном модуле, чтобы убедиться, что они не изменились с момента старта, а также проверили электрические, системы жизнеобеспечения и связи. Они обнаружили, что разбито стеклянное покрытие одного из измерителей, и осколки стекла оказались в кабине. Это не мешало использованию прибора, но вызывало опасения, так как стекло могло быть вдохнуто экипажем или попасть в системы жизнеобеспечения. После установки люка на место экипаж поужинал и отправился ко сну, завершив свой первый полный день в космосе.

День 3

"Утро" третьего дня было посвящено эксперименту "вспышки". Некоторые предыдущие экипажи испытывали яркие вспышки даже с закрытыми глазами. Ирвин сообщил, что видел их в течение двух предыдущих периодов сна. В ходе эксперимента экипаж смотрел в одном направлении, с завязанными глазами и затемненными окнами. Они описывали положение, цвет и время появления вспышек. На это они потратили час. Считается, что вспышки были вызваны излучением Черенкова, возникающим при прохождении высокоэнергетических космических лучей через глаза. Экипаж вошел в "Фалькон" во второй раз. Центр управления полетами попросил их пропылесосить космический корабль, а затем оставить пылесос включенным во время выполнения остальной "уборки". Это было сделано для удаления любых стеклянных частиц, оставшихся в кабине. В этот период космический аппарат прошел точку, где лунная гравитация становится сильнее земной, как это ощущалось на "Аполлоне-15". После спокойного дня у экипажа возникли проблемы, когда они обнаружили утечку воды. Из-за невесомости вода образовала большой шар, и хотя космический корабль был водонепроницаемым, если бы шар увеличился и лопнул, вода повсюду создала бы неприятную ситуацию для экипажа. Утечка произошла из-за неплотно прилегающего соединения на выходе инжектора хлора. Во время полета экипаж добавлял хлор в воду для предотвращения роста бактерий и грибков. Место впрыска хлора в бак оказалось неплотно закреплено.

День 4 и ПОД

На четвертый день была выполнена четвертая запланированная коррекция средней траектории, хотя фактически на миссии это было лишь второе такое маневрирование. Импульс длился 0,91 секунды, увеличив их скорость на 5,4 фута в секунду (1,65 м/с). Затем экипаж надел скафандры A7L для сброса двери отсека SIM. Эта дверь сбрасывалась с использованием взрывного шнура, и существовал небольшой риск того, что это может привести к разгерметизации корабля. В случае чрезвычайной ситуации экипаж мог провести обратный путь к Земле в герметичных скафандрах. Главным событием четвертого дня была инсерция на лунную орбиту (LOI). Этот маневр, выполненный за Луной, вне зоны видимости Земли, вывел космический корабль на орбиту вокруг Луны. Это было первое испытание новых процедур использования обоих двигателей SPS во время длительного включения. Потеря сигнала (LOS) произошла на 78 часах, 23 минутах и 31 секунде времени в полете (GET), когда корабль скрылся за Луной с точки зрения Земли. Это произошло примерно за 8 минут до LOI. Как и все инсерции на лунную орбиту, выполненные в рамках проекта "Аполлон", этот маневр прошел идеально: SPS работала в течение 6 минут и 38 секунд, выведя корабль на орбиту 169 x 59 морских миль (313 x 109,3 км). Большая часть первого часа на лунной орбите была посвящена описанию рельефа местности, над которой они пролетали. Экипаж получил отличную подготовку в области геологии, особенно Уорден, который наблюдал за Землей из самолета под руководством Фарука Эль База. Они также сфотографировали множество объектов, и этот экипаж стал первым, вышедшим на орбиту с высоким наклонением. Предыдущие экипажи "Аполлона" находились на лунных орбитах, пролегавших в основном над экваториальными регионами. Маневр инсерции на орбиту спуска (DOI) был выполнен за Луной на второй орбите. Этот импульс вывел их на орбиту 58,8 x 9,5 морских миль (108,9 x 17,6 км), с нижней точкой над площадкой посадки в районе Хэдли-Рилль. На "Аполлоне-11" и "Аполлоне-12" этот маневр выполнялся лунным модулем после отстыковки от командного модуля (CSM). Начиная с "Аполлона-14", его выполнял CSM для экономии топлива на лунном модуле, позволяя ему приземлиться с большим количеством оборудования и расходных материалов. Важной проблемой для всех лунных орбитальных кораблей являются концентрации массы, или масконы. Это региональные области, где под поверхностью находится более плотный материал. "Аполлон-15" пролетал над районами, которые не были охвачены предыдущими полетами, поэтому было неизвестно, как они повлияют на его орбиту. Центр управления полетами предсказал, что к моменту пробуждения экипажа следующим "утром" самая низкая точка их орбиты, перигей, опустится примерно до 8,6 нм (16,1 км), но это оказалось заниженной оценкой.

Лунная орбита до PDI

Во время сна экипажа масс-спектрометр собирал основную часть данных. Космический аппарат был выведен в идеальное положение для прибора, разработанного для исследования чрезвычайно разреженной лунной атмосферы. В "Предварительном научном отчете "Аполлона-15" указывалось, что большинство измерений газов, выполненных спектрометром, на самом деле были вызваны самим космическим аппаратом. Экипаж был разбужен на 18 минут раньше, когда обнаружилось, что их орбита снизилась до 58,8 x 7,6 нм (108,8 x 14,1 км). Апогей оказался ниже запланированного, и экипажу пришлось выполнить небольшой корректировочный импульс для его повышения. Это было сделано на обратной стороне Луны, в конце их девятого витка вокруг Луны. Импульс длительностью 20 секунд от системы управления реакцией (RCS) увеличил их скорость на 3,1 фута в секунду (0,94 м/с). Это подняло апогей орбиты примерно до 9,6 нм (17,8 км). Во время одиннадцатого витка Скотт и Ирвин начали переход в лунный модуль "Сокол". Экипаж провел время, находясь за Луной, активируя лунный модуль и выполняя общие подготовительные работы к отстыковке. Они также обновили навигационный компьютер лунного модуля и провели наблюдения ориентиров для повышения точности определения известного местоположения площадки посадки. Отстыковка должна была произойти в конце их одиннадцатого витка вокруг Луны, но была задержана из-за неправильно присоединенного шланга, который послал сигнал зонду стыковки на разъединение. После того, как Уорден устранил проблему с соединением, отстыковка и разделение произошли штатно, примерно на полвитка позже. Единственным следствием поздней отстыковки стала необходимость отложить некоторые наблюдения ориентиров на один виток. В конце двенадцатого витка Уорден выполнил импульс для выведения на круговую орбиту с помощью SPS, подняв перигей своей орбиты. Это было сделано потому, что в случае аварии при посадке "Сокола", круговая орбита значительно облегчила бы сближение, чем эллиптическая. Без лунного модуля SPS потребовалось работать всего 4 секунды, подняв орбиту до 65,2 x 54,8 нм (120,7 x 101,4 км). Во время тринадцатого витка Уорден перевел "Эндевор" в режим сбора научных данных. На "Соколе" Скотт и Ирвин продолжали проверять космический аппарат и готовиться к управляемому спуску, когда они должны были включить двигатель лунного модуля для начала посадки.