Экспериментальный полет "Аполлон" – "Союз"

На орбите был образован космический комплекс массой 21,6 т и длиной 21,3 м (герметизированный объём - 24,7 куб. м).

Через 3 часа после стыковки открылся переходной люк между «Союзом» и стыковочным модулем «Аполлона». А. ЛЕОНОВА и В. КУБАСОВА встречали Т. СТАФФОРД и Д. СЛЕЙТОН. Потом все они оказались в «Союзе». Согласно разработанному плану после стыковки Т. СТАФФОРД должен был открыть люк и пождать руку А. ЛЕОНОВУ строго на границе двух кораблей. Но, по воспоминаниям В. КУБАСОВА, ЛЕОНОВ, схватив протянутую руку, втянул американца в «Союз». В. БРАНД в это время дежурил в «Аполлоне».

Во время первого визита космонавты выполнили «официальные мероприятия» - обменялись флагами СССР и США, соединили две половинки специальной памятной доски, посвящённой полёту, съели торжественный обед, во время которого «чокались» тубами с этикетками «Столичная водка» (но в которых был украинский борщ или, по другой версии, - чёрносмородиновый сок). Космонавты прослушали приветствие Л.И. БРЕЖНЕВА (Генеральный Секретарь ЦК КПСС, фактический глава советского государства), а затем в течение 10 минут беседовали с Д. ФОРДОМ (действующий в то время Президент США). Затем началось выполнение совместных экспериментов, в частности, эксперимент «Универсальная печь», в котором проводились исследования влияния невесомости на процесс плавления смеси металлов (алюминиевый порошок с вольфрамовыми шариками), получение монокристалла полупроводника из жидкого расплава (германий с 2-х % примесью кремния) и изучение процесса шароообразования в невесомости (на примере плавления порошка алюминия).

При втором переходе В. БРАНД находился в «Союзе», а А. ЛЕОНОВ перешёл в «Аполлон».

Всего было проведено четыре взаимных перехода. Во время третьего - вечером 18 июля - состоялась бортовая телевизионная пресс-конференция. А. ЛЕОНОВ и Т. СТАФФОРД находились в «Аполлоне», В. КУБАСОВ, В. БРАНД и Д. СЛЕЙТОН - в «Союзе». Расстыковка кораблей произошла в 3 часа дня 19 июля. Во время расстыковки проводился эксперимент «Искусственное солнечное затмение». Солнечное затмение было получено путём расположения «Аполлона» между Солнцем и «Союзом». После окончания эксперимента корабли опять состыковались между собой. В этот раз роль «активного» использовался АПАС «Союза-19», но сближением управлял пилот «Аполлона» Д. СЛЕЙТОН. При повторной стыковке нерасчётная работа двигателей ориентации «Аполлона» вследствие нарушения Д. СЛЕЙТОНОМ ограничений на стыковку привела к сильным колебаниям «Союза» относительно «Аполлона», в результате чего АПАС работал в нерасчётных условиях с превышением допустимых нагрузок. Тем не менее, стягивание кораблей было выполнено до конца.

Окончательная расстыковка произошла 19 июля в 18 час 30 мин. Во время расхождения кораблей проводился эксперимент «Ультрафиолетовое поглощение».

После расстыковки космонавты «Союза» продолжили выполнение экспериментов. Были продолжены эксперименты «Рост микроорганизмов», «Зонообразующие грибки», «Эмбриональное развитие рыб», «Микробный обмен», начатые в совместном полёте. Были выполнены эксперименты «Фотографирование солнечной короны и зодиакального света на фоне ночного неба», «Исследования рефракции прозрачности верхних слоёв атмосферы», «Фотографирование дневного и сумеречного горизонта» по национальной программе исследований. Для фотографирования использовалась фотокамера ФК-6 с повышенной пожаробезопасностью.

Спускаемый аппарат «Союза-19» совершил посадку 21 июля в казахской степи. Спуск СА в атмосфере и эвакуацию космонавтов впервые в советской практике показывали по телевидению в прямом эфире. (Использовалась передвижная телевизионная станция «Марс».) В тот же день экипаж был доставлен в Москву. (В то время и вплоть до начала 90-х годов приземлившиеся экипажи проходили медицинское послеполётное обследование на космодроме Байконур.)

«Аполлон», понизив после расстыковки высоту орбиты, в автономном полёте продолжил выполнение совместных экспериментов, а также начал программу собственных исследований.

В американскую программу научных исследований вошли эксперименты:

«Мягкое рентгеновское излучение»;

«Исследования чрезмерного УФ-излучения»;

«Радиоактивное излучение кристаллов».

Была выполнена большая программа наблюдений и фотосъёмки Земли, в т.ч.:

съёмки участков земной поверхности, располагающих природными ресурсами;

наблюдение активных зон ударно-оползневых складок;

изучение особенностей океанских приливов, направления течений;

изучение циркуляции воды в гидрологических объектах (например, в большом Солёном озере), изучение снежного покрова Гималаев для прогнозирования водных резервов, их стока;

наблюдения фронтальных волн, центров штормов и циклонов и других метеорологических явлений в тропической зоне;

фотографирование и визуальное наблюдение пустынь с целью изучения наступления песков на районы растительности;

измерение аэрозолей стратосферы.

На установке «Универсальная печь» были выполнены эксперименты:

«Конвекция в результате поверхностного напряжения» (капсулы сплавов железа и графита с примесью золота);

«Одноструктурные и многоструктурные сплавы» (алюминиево-анти-монитные (сурьмяные) соединения и сплав цинк + свинец);

«Маркировка поверхностей раздела в кристаллах»;

«Обработка магнитов»;

«Кристаллообразование в условиях выпаривания» (сплавы селенистого германия и теллуристого германия);

«Эвтектика галогенидов» (смесь хлористого натрия с фтористым литием);

«Кристаллообразование».

Были выполнены также американский и западногерманский эксперименты «Электрофорез».

Совместно с экипажем орбитальной станции «Салют-4» П. КЛИМУКОМ и В. СЕВАСТЬЯНОВЫМ были проведены одновременные наблюдения рентгеновских источников звёздного неба. (Для проведения этого эксперимента полёт экипажа «Союза-18» был продлён на трое суток.)

В ходе астрономических наблюдений в нашей Галактике был, например, обнаружен источник с доминирующим излучением в дальней УФ-области спектра.

23 июля от КСМ был отделён стыковочный модуль.

После удаления СМ от ОБК на расстояние около 300 км был проведён эксперимент «Слежение по Доплеру».

В ходе эксперимента «Геодинамика» астронавты для уточнения формы Земли и параметров орбитального движения осуществили слежение за спутником ATS-6.

Приводнение «Аполлона» состоялось 24 июля в Тихом океане.

При посадке из-за ошибки астронавтов не была включена автоматическая программа, и, поэтому, ввод тормозных и основных парашютов, отключение двигателей ориентации было произведено вручную на высоте 2,5 км. Двигатели РСУ при этом продолжали работать и после открытия воздушного клапана, стараясь погасить естественное раскачивание СА под парашютами. При этом в отсек экипажа (спускаемый аппарат) прорвались пары окислителя (ядовитая четырёхокись азота) двигателей системы управления спуском. (Большая концентрация паров могла привести к гибели астронавтов.) После выключения автоматической системы посадки двигатели РСУ, наконец, перестали работать. Приводнившись, ОЭ перевернулся. СЛЕЙТОН успел показать через иллюминатор спасателям, сброшенным с вертолёта, большой палец вверх («всё - о'кей!»), после чего он и В. БРАНД потеряли сознание. Но на это оперативно среагировал Т. СТАФФОРД, который сумел отстегнуться от привязной системы, достать кислородные маски и надеть их сначала на себя, а затем на остальных членов экипажа. По оценкам врачей астронавты получили около трёх четвертей смертельной дозы АТ. После приводнения отсек экипажа с астронавтами был доставлен на вертолётоносец «Нью-Орлеан».

7. Проекты совместных советско-американских полётов после ЭПАСа

Предлагалось несколько вариантов новых советско-американских полётов. Наиболее простым выглядел проект «Скайлинк» (Skylink), представленный на Международном студенческом конгрессе по астронавтике ещё в 1971 г. Этот проект предусматривал вывод на орбиту американской орбитальной станции «Скайлэб-2». К осевому стыковочному узлу «Скайлэба» должен был стыковаться «Союз», к резервному (боковому) - «Аполлон». Совместная работа двух экипажей могла продолжаться несколько недель. (По состоянию на 1972 г. после завершения программ «Аполлон», «Скайлэб» и ЭПАС у NASA оставалось ещё две РН «Сатурн-5», три РН «Сатурн-1Би», орбитальная станция «Скайлэб» (дублёр запущенной в 1973 г.), три командно-служебных модуля «Аполлон» и два лунных модуля.)

Проект фирмы McDonell-Douglas предусматривал запуск «Скайлэба-2» уже в начале июля 1975 г. Экипаж «Аполлона» после расстыковки с «Союзом-19» должен был стыковаться со «Скайлэбом» и работать на станции примерно в течение 50 суток (до середины сентября). В апреле-мае 1976 г. третий экипаж (второй должен был работать на «Скайлэбе» 90 суток в октябре 1975 - январе 1976 гг.) должен был доставить и пристыковать к «Скайлэбу» стыковочный модуль с АПАС, аналогичный СМ ЭПАС. Сам «Аполлон» стыковался на резервный (боковой) узел. К СМ в мае-июне должен был пристыковаться «Союз». Совместная работа советских и американских космонавтов должна была продолжаться 2...4 недели, после чего экипаж «Аполлона» продолжал полёт общей продолжительностью 60...90 суток. (Этот проект был реализован в «зеркальном» варианте в 90-х годах, когда к орбитальному комплексу «Мир» через специальный стыковочный отсек пристыковывался МТКК «Спейс Шаттл» с интернациональными экипажами - представителями США, России, Франции и Канады.)

В рамках «Расширенной программы «Аполлон»» предлагалось создать лунную базу. В одной из первых лунных экспедиций этой программы предполагалась высадка на Луну интернационального экипажа - американского астронавта и советского космонавта.

Но следующий совместный полёт русских и американских космонавтов состоялся только в 1994 году.

8. Итоги программы ЭПАС

Совместный полёт пилотируемых кораблей «Аполлон» и «Союз» стал важной вехой на пути технического сотрудничества и непосредственных контактов между двумя бывшими соперниками в космосе. Помимо всего прочего, совместный эксперимент имел большое научное значение.

Что же осталось для науки от совместного полета? Вот что ответил на этот вопрос один из участников программы ЭПАС, научный сотрудник НАСА д-р Томас ДЖУЛИ: «Осталось достаточно научного материала, чтобы занять свыше сотни ученых во всем мире на весьма продолжительное время». Всего по программе было проведено 34 эксперимента: 5 совместных, 6 советских и 23 американских.

Пять совместных экспериментов были посвящены изучению химического состава атмосферы, биологии, исследованию Солнца и проведению технических процессов в космосе - созданию новых материалов и сплавов в условиях невесомости (космонавты помещали образцы различных металлов в электрическую плавильную печь на борту «Аполлона»). Шесть советских экспериментов касались области астрофизики и биологии. Американские астронавты проводили исследования, относящиеся к изучению земных ресурсов, геологии, загрязнению атмосферы, астрономии, биологии и обработке металлов.

Многие из этих экспериментов проводились и ранее. Но в программе ЭПАС были использованы новые методы в изучении Земли из космоса, в исследовании живых клеток, в поисках источников ультрафиолетовых излучений.

В области геологии посредством визуальных наблюдений и фотоснимков была собрана важная информация о сейсмически опасных зонах вокруг главных разрывов земной коры.

Были исследованы Левантийский разрыв (геологическое образование на границе Аравийской тектонической плиты), система разрывов Сан-Андреас вдоль западного побережья США, разделяющих Северо-Американскою плиту по отношению к Тихоокеанской. Эти исследования стали частью работ по прогнозированию землетрясений в сейсмически активных районах.

В программе ЭПАС удалось успешно применить новый метод использования радиосигналов для определения границ плиты и ее движений. Когда космические корабли двигаются вокруг Земли, их орбиты испытывают влияние малейших изменений в гравитации, которые вызываются концентрацией массы в земной коре (более твердые породы, горы). Частично гравитационное поле земли было измерено с помощью наземных приборов. Уточнение характеристик гравитационного поля в рамках программы ЭПАС производилось измерением отклонения орбит космических кораблей, вызываемых изменением силы тяжести в местах гравитационных аномалий.

После отделения от «Аполлона» Стыковочный модуль двигался впереди корабля. Радиосигналы с СМ поступали на борт «Аполлона». Другие сигналы поступали на «Союз» с американского ИСЗ АТС-6. Орбитальные отклонения СМ или «Аполлона», вызванные гравитацией, отражались как сдвиги в частоте радиосигналов.

Были измерены такие известные гравитационные аномалии, как депрессия Индийского океана, а также и другие, о которых знали, но никогда их не измеряли, как, например, в Гималаях.

«Новый метод измерения даст нам более точные данные о формах и гравитации Земли, в особенности о формах океанской поверхности, которая влияет на волны, течения и другие процессы», - сказал Вернер КАН, геофизик из Центра космических полетов имени Годдарда (НАСА).

Научная группа Смитсоновской астрофизической обсерватории (САО) проанализировала сигналы стыковочного модуля. «Это один из самых надежных способов получения информации о землетрясениях, - сказал руководитель проектной группы САО Раймонд ВАТТЕ. - Чтобы прогнозировать землетрясения, нужно знать, как движутся границы плиты, и как изменяется плотность земной коры».

Экипаж «Аполлона» провёл также визуальные наблюдения и сфотографировал большинство пустынь нашей планеты: пустыни в центральной части Австралии, Сахару в Африке, пустыни Аравийского полуострова, Южной Америки и США. В настоящее время пустыни покрывают одну шестую часть всей суши, с сельскохозяйственной точки зрения они совершенно непродуктивны. Но ученые предвидят время, когда пустыни расцветут при помощи солнечной энергии, парников и даже соленой воды. Для этого, однако, необходимо понять экологию и климат пустыни. Астронавты особое внимание обратили на разницу в окраске пустынь. Старые пустыни на вид краснее из-за большого количества окислов железа. Астронавты также делали заметки о формах песчаных дюн, по которым можно определить направление ветра и направление движения песков. Астронавт Т. СТАФФОРД впервые описал уникальные формы песчаных дюновых полей в Аргентине. По своему рисунку они напоминают слоновую шкуру или рыбью чешую. Другие снимки, сделанные над Африкой, показывают, что Сахара движется на юго-восток, к Эфиопии.

Наряду с пустынями астронавты также обратили внимание на земные океаны. Ученые также предвидят время, когда океаны станут источником пищевых ресурсов. Французский океанограф Жак-Ив КУСТО указал на некоторые районы, которые можно использовать под рыбоводство. Это районы сравнительно мелкие и относительно спокойные: между островом Ванкувер и остальной частью Британской Колумбии, около юго-западного выступа Южной Америки, в Карибском море к югу от Кубы, в Адриатическом море около Югославии и в Персидском заливе. Астронавты провели фотосъемку этих районов для того, чтобы посмотреть, как они выглядят из космоса. Возможно, тщательный анализ фотоснимков поможет выявить и изучить и другие районы океана, потенциально пригодные для рыбоводческих хозяйств.

Два эксперимента: один совместный советско-американский и чисто американский были посвящены изучению атмосферы Земли. После расстыковки «Союза» и «Аполлона», астронавт Дональд СЛЕЙТОН начал облет «Союза» на разных дистанциях в 150, 500 и 1000 метров, направляя при этом ультрафиолетовый луч на отражатели «Союза», которые отбрасывали луч назад на спектрометр «Аполлона». Измеряя силу отраженного луча, было определено содержание атомарного кислорода и атомарного азота на высоте 220 километров над Землей.

В стратосфере, на более низких высотах, солнечная энергия создает форму кислорода, называемую озоном, который образует слой, защищающий Землю от разрушительного действия ультрафиолетовой радиации Солнца. А азот, соединяясь с кислородом, образует окиси азота, которые естественным путем уничтожают озон.

«Нам было необходимо измерить концентрацию азота и кислорода в верхних слоях атмосферы, чтобы научиться моделировать реакцию этих двух газов с озоном в низких слоях, - сказал один из постановщиков эксперимента «Ультрафиолетовое поглощение» Т. ДОНАХЬЮ, - В соответствии с программой ЭПАС мы, измерив количество этих газов между двумя космическими кораблями, доказали, что метод резонансного поглощения вполне надежен и может быть применен в других космических исследованиях, где обычные методы измерения не позволяют получить совершенно точные данные».

Точные данные о слое озона необходимы, ибо, как считают некоторые ученые, производимые человеком загрязнители способны уменьшить содержание озона в атмосфере, что может привести к весьма пагубным последствиям для человеческой жизни на Земле. Загрязнители, о которых идет речь, включают фреон, использующийся в разнообразных распылителях, и окиси азота, выбрасываемые самолетами в воздухе.

Другой важный совместный эксперимент имел целью проверить степень концентрации в атмосфере аэрозолей, - коллоидных частиц, содержащихся в отработанных газах больших заводов. Полученные данные подтвердили предварительные выводы о том, что концентрация этих частиц постоянно увеличивается, особенно в тех районах Северного полушария, где сосредоточено множество промышленных предприятий. В зависимости от своего химического состава, размера и степени концентрации, аэрозольные частицы могут препятствовать проникновению солнечного света - результатом чего может быть охлаждение земной поверхности - или задерживать тепло, отражаемое Землей, вызывая тепловую задержку.

Несколько экспериментов было выполнено в области биологии. Один из американских экспериментов предусматривал возможность производства фермента, способного спасти жизнь сотням тысяч людей, страдающих от образования сгустков крови, которые приводят к кровоизлияниям в мозг, флебитам и инфарктам. Этот фермент называется урокиназа и образуется в почках в небольших количествах. По словам биолога д-ра Роберта АЛЛЕНА из Маршалловского центра управления космическими полетами, для получения того количества урокиназы, которое нужно для одной дозы больному, страдающему от образования тромбов, потребуется обработка мочи 330 000 человек. Теперь, в результате космических экспериментов, ученые, по всей видимости, нашли способ создания культуры урокиназы в лабораторных условиях. Вот каким образом это было достигнуто.

Живые клетки с различными биологическими функциями имеют также разные электрические свойства. Следовательно, электрическое поле может быть использовано для разделения двух клеток, согласно их функциям. Этот процесс, называемый электрофорезом, может быть произведен на Земле, однако из-за гравитации и тепловых колебаний клетки не удается отделить друг от друга. Экипаж «Аполлона» получил задание установить, нельзя ли произвести отделение клеток чисто и эффективно в состоянии невесомости. В одном из опытов почечные клетки были помешены в электрическое поле. Клетки разделили на четыре группы. Две из этих групп начали производить урокиназу.

В других исследованиях, проведенных в рамках ЭПАС, были успешно отделены красные кровяные тельца в крови кроликов, лошадей и людей.

Освоение новой технологии отделения клеток имеет большое научное значение и приведет к новому пониманию происходящих в организме сложных химических процессов. Отделенные клетки с разными функциями изучать намного легче. Ученые надеются, что этот метод поможет глубже разобраться в вопросе о том, как тело мобилизует клетки, например, лимфоциты для борьбы с болезнью.

Наконец, ещё одна группа экспериментов была посвящена астрономическим исследованиям.

В результате телескопических наблюдений астрономы впервые нашли способ обнаруживать в глубоком космосе источники чрезмерного ультрафиолетового излучения в области электромагнитного сектора. Чрезмерные ультрафиолетовые излучения быстро поглощаются в космосе газом и пылью, и поэтому многие астрономы пришли к выводу, что источники подобных излучений никогда не будут найдены.

Группа исследователей Калифорнийского университета в Беркли придерживается противоположной точки зрения. Чтобы доказать ее, ученые использовали установленный на «Аполлоне» телескоп дальней ультрафиолетовой радиации. «Мы обнаружили около 30 звезд, которые, по-видимому, являются источниками чрезмерного ультрафиолетового излучения, - говорит астроном доктор БОУЭР - Во всяком случае, четыре из них будут наверняка такими источниками». Наблюдения за тремя из них ничего не дали, но четвертая, в созвездии Волосы Вероники, оказалась сильным источником чрезмерного ультрафиолетового излучения. «Мы совершенно уверены, что наш объект - это белая карликовая звезда», - сказал д-р БОУЭР, - то есть умирающая звезда, очень горячая, плотная и компактная. Если это так, то она необычно горяча даже для такого типа звезд, с приблизительной температурой между 55538 и 83307 градусами по Цельсию. Температура Солнца около 3315 градусов по Цельсию. Считают, что большинство белых карликов имеют температуру между 13884 и 27769 градусами Цельсия. «Так что наш случай необычен, - говорит д-р Боуэр, - Настолько необычен, что мы даже не знаем, что делать. Впрочем, мы вообще мало что знаем о белых карликах».

Но, несмотря на достаточно большое количество полученной научной и технической информации, основное значение ЭПАС всё-таки политическое. Эта программа показала, что ведущие космические державы, отбросив свои политические и экономические противоречия, могут работать вместе.

Американцы говорили об ЭПАС не только как об интересном научно-техническом эксперименте, но и как о событии, открывающем новую эпоху в космонавтике, а, следовательно, и в истории человеческой цивилизации в целом. «Аполлон» ещё не приводнился, а уже писали: «Эта экспедиция займёт в истории такое же место, какое в ней отведено первому полёту человека в космос и первой его посадке на Луне. Ибо, несмотря на то, что соглашение, приведшее к ЭПАС, предусматривает осуществление лишь одного полета, трудно себе представить, чтобы успешное выполнение этой задачи могло бы быть не только началом, но и концом сотрудничества США и СССР в области космических исследований».

Литература

Ю. КАРАШ «Тайны лунной гонки». Москва, ОЛМА-ПрессИнвест, 2001

В. СЫРОМЯТНИКОВ «100 рассказов о стыковке. Часть 1. 20 лет назад», Москва, «Логос», 2003

3. «Космонавтика. Энциклопедия», Москва, «Советская Энциклопедия», 1985

4. «Ракетно-Космическая Корпорация «Энергия». 1946-1996». - Калининград, РКК «Энергия», 1996

5. «Мировая пилотируемая космонавтика». - Москва, РТСофт, 2005

6. «Программа «Скайлэб». - ГОНТИ-1, 1973

7. «Экспериментальный полёт «Аполлон»-«Союз»». Информация для прессы. - Москва, 1975

8. J. Geenty “Lost opportunites”. - «Spaceflight», Vol.45, № 1 2003

9. «Советские и российские космонавты. 1960 - 2000. - Москва, «Новости космонавтики», 2001

10. «Эстафета космических подвигов». - Москва, «Известия», 1981

11. «История Командно-измерительного комплекса управления космическими аппаратами от истоков до Главного испытательного центра имени Г.С. ТИТОВА». - Москва, «Контакт-РЛ», 2006

12. В. САМСОНОВ «Российский Центр Управления Полётами: некоторые аспекты создания». - «Космонавтика и ракетостроение», № 1 2005

13. О. ВЛАСЕНКО «Книга памяти. 1945 - 1990. Очерки по технической истории боевых ракетных комплексов и других видов вооружения и военной техники, а также космических программ, в которых участвовали ЦКБ и завод «Арсенал»». - Киев, 2000

14. «Рукопожатие в космосе» Специальный выпуск. - Москва, «Известия», 1975.

Размещено на Allbest.ru