Командний/службовий відсіки Аполлона

Командний/службовий відсіки (англ. Apollo Command/Service Module, CSM) — американський космічний корабель, що використовувався у програмі Аполлон для польотів на Місяць разом із місячним модулем, безпілотних польотів і польотів навколо Землі, для доставки трьох екіпажів на орбітальну станцію «Скайлеб» та стикування з радянським космічним кораблем «Союз-19» за програмою Експериментальний політ «Аполлон» — «Союз», ЕПАС.

Схема апарата (англ.)

З 28 травня 1964 до 15 липня 1975 відбулося 22 запуски апарата у двох варіантах — безпілотному (Перший блок) і пілотованому (Другий блок).

Апарат з внутрішнім об'ємом 6,17 м³ у пілотованому варіанті міг вивести на орбіту трьох космонавтів.

Після виготовлення 13 апаратів другого блоку їхнє виробництво було припинено внаслідок закриття програми Аполлон і переключення уваги на програму космічного човника. Після закриття програми космічного човника серед розробок «замінників» переважають апарати, подібні до командного/службового відсіків.

Склад корабля

Командний відсік

Схема командного відсіку(англ.)

Командний відсік використовувався для розміщення екіпажу під час зльоту і посадки й управління польотом. Від старту до входу в атмосферу службовий відсік жорстко з'єднувався з командним відсіком, утворюючи базовий блок корабля «Аполлон». Перед входом в атмосферу командний відсік відокремлювався від службового.

Командний відсік розробила компанія North American Rockwell (США) у формі конуса зі сферичною основою, діаметр основи 3920 мм, висота конуса 3430 мм, кут при вершині 60°, номінальна маса 5500 кг.

Командний відсік мав герметичну кабіну з системою життєзабезпечення екіпажу, систему управління і навігації, систему радіозв'язку, систему аварійного рятування, що скидалася після виведення на орбіту, і теплозахисний екран.

Стінки конуса були виготовлені з алюмінієвих стільників, вкритих з обох боків листами алюмінієвого сплаву.

До основи конуса з неіржавіючої сталі кріпився теплозахисний екран у формі стільників, заповнених аблятивним матеріалом — феноло-епоксидною смолою. Товщина аблятиву змінювалася від 1,8 до 6,9 см. До входження в атмосферу теплозахисний екран захищався службовим відсіком.

На вершині конуса розташовувалися люк і стикувальна система для з'єднання з місячним модулем.

Відсік мав п'ять вікон — одне у вхідному люці, по одному збоку від бічних крісел, двоє попереду, що використовувалися при зближенні.

Відсік поділявся на три відділення:

• Переднє відділення в носовій частині (нагорі) використовувалося для зберігання трьох головних парашутів діаметром 25,4 м, двох витяжних парашутів діаметром 5 м і пристрою викидання витяжних парашутів.

• Кормове відділення, розташоване навколо основи відсіку, використовувалося для розміщення баків пального, дванадцять реактивних двигунів системи управління, що працювали на тетроксиді і гідразині, тягою 420 Н,, електропроводки, сантехнічного обладнання. П'ять срібно-цинкових батарей забезпечували живлення після розділення відсіків, троє з них використовувалися при входженні в атмосферу і після посадки, двоє — для розділення відсіків і розгортання парашутів.

• Відділення екіпажу становило більшість внутрішнього простору відсіку, об'ємом приблизно 6,17 м³. Троє крісел космонавтів розміщувалися «обличчям догори» у центрі відділення. Великий вхідний люк розташовувався навпроти центрального крісла. Короткий перехідний тунель вів до стикувального люка на вершині модуля. У відділенні розташовувалося обладнання для управління, контролю, показу, навігації та інші системи, що використовувалися екіпажем.

Службовий відсік

Схема службового відсіку(англ.)

Службовий відсік корабля «Аполлон» розробила компанія North American Rockwell (США). Він мав форму циліндра довжиною 394,3 см з діаметром 391,4 см. З урахуванням довжини сопла маршового РРД, яке виходило назовні корпуса, загальна довжина відсіка 791,6 см. Загальна маса службового відсіку була 23,3 т, зокрема 17,7 т палива. У відсіку розташовувалась маршова рушійна установка з РРД фірми Aerojet General (США), РРД системи реактивного управління фірми Marquardt (США), паливні баки і агрегати рушійних установок та енергетична установка на воднево-кисневих паливних елементах.

Зовнішня обшивка відсіку товщиною 2,5 см складалася з панелей тонких алюмінієвих чарунок. Внутрішній простір розділявся алюмінієвими радіальними балками на шість секцій, розташованих навколо центрального циліндра. До нижньої частини циліндра у кардановому підвісі кріпився рідинний двигун багаторазового вмикання, тягою 91 кН, і конусоподібне сопло.

Орієнтація здійснювалася чотирма однаковим групами з чотирьох реактивних двигунів, тягою 450 Н, розташованих хрестоподібно навколо верхньої частини відсіку.

Від старту до входу в атмосферу службовий відсік жорстко з'єднувався з командним відсіком, утворюючи базовий блок корабля «Аполлон». Перед входом в атмосферу командний відсік відокремлювався від службового.

Службовий відсік у польотах до Місяця забезпечував маневри корабля на траєкторії польоту до Місяця, корекцію траєкторії, вихід на орбіту Місяця, перехід з орбіти Місяця на траєкторію польоту до Землі і корекцію траєкторії повернення.

У шести секціях розташовувалися: три групи з 31-го паливного елементу кожна, що забезпечували напругу 28 В; два кріогенні кисневі і два кріогенні водневі баки; чотири баки для живлення головного двигуна — по два для палива й окисника; підсистеми головної рушійної системи.

У серії Джей (Аполлон-15, −16, −17) було змінено конфігурацію секцій: шість груп з 31-го паливного елементу кожна, що забезпечували напругу 28 В; запасна батарея; три кріогенні кисневі і три кріогенні водневі баки; чотири баки для живлення головного двигуна — по два для палива й окисника; підсистеми головної рушійної системи; відсік модуля наукових приладів, у якому розміщувався набір наукових приладів і камер для використання на місячній орбіті; з Аполлонами-15 і −16 запускався маленький супутник дослідження частинок і полів для запуску на місячну орбіту.

У центральному циліндрі розташовувалися два баки з гелієм. Радіатори системи електроживлення розташовувалися на вершині циліндра, радіатори системи життєзабезпечення — на його днищі.

Історія розробки

Програма Аполлон мала три етапи: політ навколо Землі, політ навколо Місяця і висадка на Місяць. Головний підрядник мав розробити і збудувати командний відсік, агрегатний відсік, перехідник для кріплення корабля до космічної лабораторії у польотах навколо Землі і посадковий відсік для місячних польотів, а також наземне допоміжне обладнання. Оскільки головний підрядник не виготовляв місячний посадковий відсік, він мав забезпечити з'єднання систем і їхню сумісність при роботі.

24 листопада 1961, після тривалих оцінок, головним підрядником з-поміж п'яти було обрано компанію North American Rockwell.

Після визначення усіх апаратів для програми Аполлон, їх одразу було змінено для відповідності новій концепції. Найбільше змін зазнав командний відсік — спершу було обрано конусоподібну форму, як у Меркурія, що розроблялася для польотів навколо Землі і навколо Місяця з можливим додаванням рушійних відсіків для прямого польоту на Місяць і посадки на поверхню. Необхідність зближення і стикування на орбіті Місяця зробила непотрібною посадку командного модуля на Місяць, але змусила додати можливість стикування модуля з місячним апаратом для переходу двох космонавтів, що мали здійснити посадку.

Розробка командного модуля відбувалася за двома напрямками. Було обрано конфігурації, системи, підсистеми і почалися тренування космонавтів для польотів навколо Землі. Це робило непотрібним внесення значних змін до конструкції апаратів першого блоку. Внаслідок обмеження часу перші апарати вдосконаленої моделі, здатні стикуватися, мали почати виготовляти до закінчення виготовлення першого блоку. Апарати обох варіантів мали багато спільних складових, але розробка одночасно двох варіантів значно ускладнювала програму.

У травні 1963 відбувся останній політ Меркурія, після чого увага зосередилася на програмах Джеміні і Аполлон. Оскільки обидві програми мали модульну конфігурацію, не було потреби здійснювати щоденну координацію роботи космічних центрів, що дозволило центрам зосередитися на окремих проблемах. Центри мали централізовано керуватися технічно й адміністративно і повністю відмінно від програми Меркурій, що дозволяло зосередити більше ресурсів для виконання завдань.

Вибір схеми польоту на Місяць затримував роботу над командним і службовим відсіками. Після визначення схеми, за якою не відбувалося зближення апаратів на орбіті навколо Місяця, НАСА наполягало на використанні командного модуля на орбіті Землі для тренування екіпажів і Центру управління польотами без наявності системи стикування.

У серпні 1963 було затверджено проект розробки апаратів вартістю 934,4 млн $, що дозволяло створити 11 макетів, 15 безпілотних випробувальних і 11 пілотованих апаратів.

Головним завданням впродовж 1963-64 було отримання двох варіантів командного відсіку для формального огляду наглядовою радою, що мала затвердити їх як остаточні. Керівник розробки командного модуля вимагав визначитися з системами першого блоку для початку виробництва, одночасно він непокоївся щодо окреслення точних відмінностей між двома варіантами. Складність визначення конфігурації другого блоку пояснювалася відсутністю усталеної конфігурації першого блоку.

Для стабілізації командного модуля дном донизу при посадці у випадку аварійного запуску було обрано один з-поміж трьох варіантів. Крильця у формі напівкруглих балок кріпилися біля верхньої частини теплозахисного щита для запобігання приземлення носовою чатиною донизу. Зміни у підсистемах змістили центр гравітації апарата, що спричинило зростання розмірів крилець, а також їхньої маси. Залишилося обрати закрилки (фіксовані поверхні біля вершини башти системи аварійного порятунку) або крильця-качки (поверхні, що розгорталися біля вершини твердопаливного двигуна системи порятунку). Було вирішено спробувати використати крильця-качки на апаратах першого блоку, після чого знайти спосіб вилучити їх з другого блоку.

З середини 1962 обирали тип поверхні для посадки — вода або суходіл. На початку 1964 фірма-розробник вирішила, що посадка на суходіл занадто важка, тому не варто розглядати цей спосіб як основний. Було вирішено здійснювати посадку в океан і з допомогою кораблів доставляти кабіну екіпажу на суходіл, подібна схема використовувалася у програмі Меркурій.

Впродовж 1963-64 обговорювалися підсистеми командного модуля, подібні для обох варіантів апаратів. Оскільки політ мав значну тривалість пропонувалося здійснювати ремонт несправних частин корабля на орбіті, однак для цього необхідно було транспортувати інструменти і запасні частини, що збільшувало масу. У квітні 1964 НАСА відмовилося від цього плану. Натомість фірма-виробник мала збільшити надійність обладнання під час виготовлення і випробування, а також встановити дублерні системи. Також вимагалося збільшити надійність програми поліпшивши звітність щодо аварій, виробничих планів, контроль за інженерними вдосконаленнями, планів випробувань, методів відстеження (стандартизувати документи управління інтерфейсом і резервувати наземне обладнання).

У середині 1963 почалася розробка розширюваного зонда системи стикування, що мав розташовуватися нагорі командного відсіку і з'єднуватися з тарілкоподібним люком на місячному модулі. Обмірковувалися три варіанти стикування: м'яке стикування (фіксація з достатнім проміжком для запобігання впливу помилок пілота на безпеку польоту, після чого з'єднання апаратів), жорстке стикування (стикування і з'єднання без попередніх перевірок), переміщення екіпажу крізь відкритий космос у аварійній ситуації.

Список апаратів

Апарат	Призначення	Дата запуску	Космодром	Ракета-носій	Дата посадки	Розташування командного відсіку
Перший блок, безпілотні апарати
CSM-001	Перевірка сумісності систем	Не літав	Не літав	Не літав	Не літав	Невідомо
CSM-002 (A-004)	Випробування системи автоматичного порятунку	20.01.1966	Вайт-Сендз, СК-36	Літтл Джо	20.01.1966	Музей «Колиска авіації», Нью-Йорк
CSM-004	Статичні і термічні структурні наземні випробування	Не літав	Не літав	Не літав	Не літав	Знищений
CSM-006	Невідомо	Не літав	Не літав	Не літав	Не літав	Знищений
CSM-007	Акустичні, вібраційні, скидні випробування					Музей польотів, Сієтл
CSM-008	Вакуумні й термічні випробування	Не літав	Не літав	Не літав	Не літав	Знищений
CSM-009 (AS-201)	Суборбітальний випробувальний політ	26.02.1966	Мис Канаверал, СК-34	Сатурн-1Бі	26.02.1966	Музей стратегічної авіації і космонавтики, Ешланд (Небраска)
CSM-010	Невідомо	Не літав	Не літав	Не літав	Не літав	Центр космонавтики й ракетної техніки, Ханствілл (Алабама)
CSM-011 (AS-202)	Суборбітальний випробувальний політ	25.08.1966	Мис Канаверал, СК-34	Сатурн-1Бі	25.08.1966	Музей авіаносця «Хорнет», Аламеда (Каліфорнія)
CSM-012 (Аполлон-1, AS-204)	Наземні випробування з екіпажем. Значно пошкоджено пожежею на стартовому майданчику.	27.01.1967	Мис Канаверал, СК-39Ей	Сатурн-5	27.01.1967	Дослідницький центр Ленглі, Гемптон (Вірджинія) зберігається
CM-014	Розібрано для дослідження причин катастрофи Аполлона-1	Не літав	Не літав	Не літав	Не літав	Знищений
CSM-017 (Аполлон-4, AS-501), макет місячного модуля LTA-10R	Випробувальний безпілотний запуск	09.11.1967	Мис Канаверал, СК-39Ей	Сатурн-5	09.11.1967	Космічний центр Стенніса, Бей-Сент-Луїс (Міссісіпі)
CM-020 / SM-014 (Аполлон-6, AS-502), макет місячного модуля LTA-2R	Випробувальний безпілотний запуск	04.04.1968	Мис Канаверал, СК-39Ей	Сатурн-5	04.04.1968	Науковий центр Фернбанка, Атланта
Другий блок, пілотовані апарати
CSM-098	Термічні і вакуумні випробування	Не літав	Не літав	Не літав	Не літав	Музей Академії наук, Москва, РФ
CSM-099	Статичні структурні випробування	Не літав	Не літав	Не літав	Не літав	Знищений
CSM-100	Статичні структурні випробування	Не літав	Не літав	Не літав	Не літав	Невідомо
CSM-101 (Аполлон-7, AS-205)	Пілотований політ навколо Землі	11.10.1968	Мис Канаверал, СК-34	Сатурн-1Бі	22.10.1968	Музей меж польотів, Даллас (Техас)
CSM-102 (габаритно-масовий макет № 22)	Випробування стартового комплексу № 34	Не літав	Не літав	Не літав	Не літав	Космічний центр Джонсона, Х'юстон (Техас)
CSM-103 (Аполлон-8, AS-503), макет місячного модуля LTA-B	Пілотований обліт Місяця	21.12.1968	Мис Канаверал, СК-39Ей	Сатурн-5	27.12.1968	Музей науки і промисловості, Чикаго
CSM-104 (Аполлон-9, AS-504), місячний модуль LM-3	Пілотований обліт Місяця	03.03.1969	Мис Канаверал, СК-39Ей	Сатурн-5	13.03.1969	Аерокосмічний музей, Сан-Дієго
CSM-105	Акустичні випробування	Не літав	Не літав	Не літав	Не літав	Національний музей авіації і космонавтики, Вашингтон, США
CSM-106 (Аполлон-10, AS-505), місячний модуль LM-4	Пілотований обліт Місяця	18.05.1969	Мис Канаверал, СК-39Бі	Сатурн-5	26.05.1969	Музей науки, Лондон, Велика Британія
CSM-107 (Аполлон-11, AS-506), місячний модуль LM-5	Пілотований обліт Місяця	16.07.1969	Мис Канаверал, СК-39Ей	Сатурн-5	24.07.1969	Національний музей авіації і космонавтики, Вашингтон, США
CSM-108 (Аполлон-12, AS-507), місячний модуль LM-6	Пілотований обліт Місяця	14.11.1969	Мис Канаверал, СК-39Ей	Сатурн-5	24.11.1969	Віргінський центр авіації і космонавтики, Гемптон (Вірджинія)
CSM-109 (Аполлон-13, AS-508), місячний модуль LM-7	Пілотований обліт Місяця	11.04.1970	Мис Канаверал, СК-39Ей	Сатурн-5	17.04.1970	Канзаський центр космосфери і космонавтики, Гатчісон (Канзас)
CSM-110 (Аполлон-14, AS-509), місячний модуль LM-8	Пілотований обліт Місяця	31.01.1971	Мис Канаверал, СК-39Ей	Сатурн-5	09.02.1971	Зала слави американських космонавтів, Тітусвіл (Флорида)
CSM-111 (Аполлон-Союз, ЕПАС)	Спільний політ з радянським	15.07.1975	Мис Канаверал, СК-39Бі	Сатурн-1Бі	24.07.1975	Каліфорнійський науковий центр, Лос-Анджелес (Каліфорнія)
CSM-112 (Аполлон-15, AS-510), місячний модуль LM-10, науковий супутник PFS-1	Пілотований обліт Місяця	26.07.1971	Мис Канаверал, СК-39Ей	Сатурн-5	07.08.1971	Національний музей ВПС США, база ВПС США, Дейтон (Огайо)
CSM-113 (Аполлон-16, AS-511), місячний модуль LM-11, науковий супутник PFS-2	Пілотований обліт Місяця	16.04.1972	Мис Канаверал, СК-39Ей	Сатурн-5	27.04.1972	Американський центр космонавтики і ракетобудування, Ганствіл (Алабама)
CSM-114 (Аполлон-17, AS-512), місячний модуль LM-12	Пілотований обліт Місяця	07.12.1972	Мис Канаверал, СК-39Ей	Сатурн-5	19.12.1972	Центр управління польотами, Х'юстон (Техас)
CSM-115	Не закінчений	Не літав	Не літав	Не літав	Не літав	Космічний центр Джонсона, Х'юстон (Техас)
CSM-115a	Не закінчений	Не літав	Не літав	Не літав	Не літав	Невідомо
CSM-116 (Аполлон SL-2, Скайлеб-2)	Політ до орбітальної станції Скайлеб	25.05.1973	Мис Канаверал, СК-39Бі	Сатурн-1Бі	22.06.1973	Національний музей морської авіації, Пенсакола (Флорида)
CSM-117 (Аполлон SL-3, Скайлеб-3)	Політ до орбітальної станції Скайлеб	28.07.1973	Мис Канаверал, СК-39Бі	Сатурн-1Бі	25.09.1973	Дослідницький центр Гленна, Клівленд (Огайо)
CSM-118 (Аполлон SL-4, Скайлеб-4)	Політ до орбітальної станції Скайлеб	16.11.1973	Мис Канаверал, СК-39Бі	Сатурн-1Бі	08.02.1974	Національний музей авіації і космонавтики, Вашингтон, США
CSM-119	Рятувальний корабель для Скайлеб і запасний для ЕПАС	Не літав	Не літав	Не літав	Не літав	Космічний центр Кеннеді, мис Канаверал (Флорида)

Посилання

• Командний/службовий відсіки Аполлона [Архівовано 16 Травня 2017 у Wayback Machine.](англ.)
• Колісниці для Аполлона. Угода про командний відсік. [Архівовано 5 Жовтня 2015 у Wayback Machine.](англ.)
• Колісниці для Аполлона. Зміни програми і командного модуля. [Архівовано 5 Жовтня 2015 у Wayback Machine.](англ.)
• Колісниці для Аполлона. Командний модуль. Проблеми і прогрес. [Архівовано 5 Жовтня 2015 у Wayback Machine.](англ.)
• Командний/службовий відсіки Аполлона. [Архівовано 3 Листопада 2015 у Wayback Machine.] Космічні сторінки Гюнтера.(англ.)
• Кабіни Аполлонів. [Архівовано 28 Листопада 2015 у Wayback Machine.] Історичні космічні апарати.(англ.)
• Орбітальний корабель Аполлон. Факти програми Аполлон. [Архівовано 17 Листопада 2015 у Wayback Machine.](рос.)