Одиночные операции Аполлона 15 - Solo operations of Apollo 15
 |
| Часть серии о |
| Аполлон 15 |
|---|
|
В 1971 Аполлон 15 миссии на Луну, и трех дней исследования на поверхности Луны по Дэвид Скотт и Джеймс Ирвин , командный модуль Pilot (CMP) Al Уорден был плотный график наблюдений. Аполлон 15 был первой миссией с отсеком для модуля научных приборов (SIM), который содержал панорамную камеру, гамма-спектрометр , картографическую камеру, лазерный высотомер и масс-спектрометр . Уордену приходилось управлять затвором и линзами на камерах, а также включать и выключать различные инструменты. Во время обратного полета на Землю он совершил выход в открытый космос, чтобы извлечь кассеты с пленкой из камер.
1 день
Многие из его наблюдений касались деталей с обратной стороны, которые не были рассмотрены во всех деталях. Панорамная камера представляла собой модифицированную версию камеры KA-80A ВВС США для их спутников-шпионов с объективом 610 мм f / 3,5. Эта камера была похожа на те, что использовались в Lockheed U-2 , A-12 Oxcart и SR-71 Blackbird . Он мог видеть детали размером до 3 футов (1 м) в поперечнике на поверхности Луны. Для этого потребуются длинные полосы, размером 205 на 13 миль (330 на 21 км) поверхности, на полосах пленки размером 3,8 фута на 4,5 дюйма (114,8 на 11,4 см). В ходе миссии потребуется 1529 снимков, пригодных для использования, с экспонированием 2 км пленки. Кассета с пленкой весила 55 фунтов (25 кг).
Другой камерой в отсеке для SIM-карты была картографическая камера. Он состоял из двух камер: метрической камеры и звездной камеры. Метрическая камера снимала квадратные кадры пленки, покрывающие около 27 000 км² поверхности Луны, с разрешением около 20 м. Используя звездную камеру, пластины Резо (которые добавляли знакомые кресты к фотографиям Аполлона) и другие данные, предоставленные лазерным высотомером, можно было определить точное положение на лунной поверхности сделанной фотографии. Всего было выпущено 2240 фотографий, пригодных для использования.
Лазерный высотомер мог измерять высоту CSM над поверхностью Луны с точностью до одного метра. В нем использовался импульсный рубиновый лазер, работающий на 694,3 нанометрах и импульсах 200 миллиджоулей длительностью 10 наносекунд. Звездная камера использовалась во время прогонов лазерного высотомера на ночной стороне Луны. Он покажет точное положение лазерного луча для калибровки результатов высотомера.
Во время своего первого прохода над местом приземления, после приземления Уорден попытался увидеть Сокола, используя секстант с 28-кратным увеличением . Он добился успеха, уточнив позицию сайта. Это было большим подспорьем для специалистов по планированию миссий, так как помогло бы им еще больше уточнить планирование походов Скотта и Ирвина, а также помогло бы с фотографической интерпретацией с поверхности.
Другой эксперимент, проведенный на Apollo 15, включал использование радиосигнала Endeavour и был назван экспериментом с бистатическим радаром Downlink для определения диэлектрической проницаемости материала поверхности. Во время 17-го ближнего бокового прохода, когда Уорден ел свой обед, космический корабль был ориентирован так, чтобы его радиосигнал отражался от Луны и принимался Землей. Сила этого сигнала зависит от угла падения . В угле Брюстера , когда сигнал является самым слабым и является функцией диэлектрической проницаемости.
Перед сном Уорден оптимально сориентировал космический корабль для различных экспериментов с отсеком для SIM-карт, в частности, для спектрометров.
Гамма-спектрометр регистрировал излучение с энергией от 1 МэВ до 10 МэВ. Когда гамма-излучение проходит через цилиндр из легированного йодида натрия , он будет излучать свет, который будет обнаружен фотоэлектронным умножителем . Другой фотоэлектронный умножитель обнаружил заряженные частицы, прошедшие через пластиковый экран вокруг цилиндра. Все это было на конце стрелы длиной 7,6 м, которая будет периодически разворачиваться и убираться во время миссии. Он находился в конце стрелы, чтобы не попасть в космический корабль.
Спектрометр альфа-частиц измерял альфа-частицы, испускаемые поверхностью, в частности, газообразный радон- 222 и радон-220. Он был оптимизирован для обнаружения частиц с энергиями от 4,7 до 9,1 МэВ. Он был встроен в тот же корпус, что и рентгеновский спектрометр.
Рентгеновский спектрометр использовался для исследования свойств верхних слоев лунной поверхности. Когда солнечные рентгеновские лучи падают на поверхность, они заставляют элементы флуоресцировать рентгеновские лучи с четко определенной энергией. Спектрометр мог их измерить и определить состав лунной поверхности.
День 2
Первый полный день работы Уордена в одиночку был почти таким же, как и в предыдущий день. Он проводил большую часть своего времени, включая и выключая различные эксперименты и получая фотографии интересующих целей на лунной поверхности.
Даже после одного дня на орбите ученые миссии были чрезвычайно довольны данными, полученными с помощью спектрометров. Однако из-за орбитальной механики они будут получать данные только с той части Луны, которая находится вдоль их орбитального пути. За шесть дней на лунной орбите Луна повернулась всего на 20%, а орбита космического корабля была наклонена только на 26 °. Таким образом, на самом деле была покрыта лишь небольшая часть лунной поверхности. В идеале для ученых миссия должна быть на месяц выведена на полярную орбиту, откуда можно будет наблюдать за всей поверхностью Луны.
Лунных ученых особенно интересовали горные породы с более высокими концентрациями самария , урана , тория , калия и фосфора . Они дали этим породам аббревиатуру KREEP (калий (атомный символ K), редкоземельные элементы (REE) и фосфор (P)). Гамма-спектрометр был разработан для обнаружения этих типов горных пород. Они были обнаружены в местах посадки Аполлона 12 и Аполлона 14, но не на площадке Аполлона 11 , которая находилась примерно в 1000 км к востоку от места посадки Аполлона 14. Во время Аполлона 15 ученых интересовало, были ли породы KREEP найдены по всей Луне или только в районе 12 и 14. Считается, что KREEP представляют собой последние химические остатки «океана магмы» после лунной коры. сформирован. KREEP всплыли на поверхность, потому что составляющие их элементы «несовместимы», то есть они не встраивались в компактные кристаллические структуры. В конце 1990-х годов результаты гамма- спектрометра Lunar Prospector показывают, что породы, содержащие KREEP, сконцентрированы в краю Mare Imbrium , ближних морях и высокогорьях около Imbrium и в бассейне Mare Ingenii South Pole-Aitken и распространены в нижний уровень в высокогорье. Распределение, наблюдаемое Lunar Prospector, подтверждает идею о том, что удар, который сформировал Mare Imbrium, вырыл богатые KREEP породы и выбросил их над Луной, а удар Южного полюса и бассейна Эйткена также обнажил богатый KREEP материал.
Одной из наиболее личных вещей, которые Уорден сделал во время миссии, было то, как он приветствовал Центр управления полетом после того, как снова появлялся из-за Луны на каждой орбите. Он и Фарук Эль-Баз решили использовать фразу «Привет, Земля! Привет из Endeavour », но на разных языках, от арабского до испанского .
Проблемы с панорамной камерой. Он использовал то, что называлось датчиком «V-over-H», чтобы измерить движение поверхности под ним, на основании чего было разработано, как перемещать камеру, чтобы компенсировать это движение. С самого начала этот сенсор начал подыгрывать, и только около 80% изображений оставались без размытия. Это не сильно повлияло бы на камеру, но раздражало.
Особый интерес представлял кратер Аристарх . В 1963 году Джим Гринакр увидел красноватое сияние в этом регионе. Это подтвердили еще четыре наблюдателя, включая тогдашнего директора обсерватории Лоуэлла . Аполлон-15 был первым пилотируемым космическим кораблем, пролетевшим над этим местом. В то время это было не под прямыми солнечными лучами , но была освещена светом , отраженным от Земли - лунного свечения . Уорден не видел никаких свечений, хотя он описал это как «такое яркое в земном сиянии, оно кажется почти таким же ярким, как и при солнечном свете. Очень, очень яркий кратер».
Обычной задачей экипажа были учения . Его находили даже в непродолжительных полетах, экипажи ослабли из-за отсутствия гравитации. Exergym представлял собой эластичный шнур , за который экипаж тянул, чтобы держать свои плечи и руки сильными. Уорден также складывал центральный диван и бегал трусцой на остановке. Другие упражнения, которые команда обнаружила, что они могли делать, заключались в том, чтобы занять позицию между переборкой и диванами и приседать, опираясь на руки. Во время технического анализа в конце миссии экипаж сказал, что, хотя планировалось, что все они будут выполнять равное количество упражнений, Уорден сделал в два раза больше, так как он находился в невесомости на протяжении всей миссии, в то время как два других провел бы три дня в одной шестой гравитации Луны.
Во время прохода над Литтрами регионом, Уорден сообщил , что видел «маленькие, почти неправильную форму шишек», которые он сказал , был похож шлаковыми конусами . Это наблюдение станет одной из основных причин, по которым мы отправились туда на Аполлоне-17 . Оказалось, что один из этих «шлаковых конусов» был просто ударным кратером, когда его посетили Джин Сернан и Харрисон Шмитт на Аполлоне-17, и что на самом деле он видел молодые кратеры с темными покровами выброса . Доказательства вулканической активности в Шорти действительно появились, когда там была обнаружена оранжевая почва. Он состоял из бусин оранжевого стекла, которые были распылены во время плавления из фумаролы или «огненного фонтана» 3,64 миллиарда лет назад.
3 день
В течение третьего дня одиночного полета на лунной орбите у Уордена начались проблемы с масс-спектрометром. Он был расположен на конце стрелы, которая периодически разворачивается и убирается на протяжении всей миссии. Часто инструменты в CM показывали, что он не втягивается. Чтобы заставить его втягиваться должным образом, ему пришлось несколько раз включить переключатель втягивания / развертывания. Во время выхода в открытый космос по возвращении на Землю он осмотрел корпус и обнаружил, что направляющие штифты с трудом проходят через направляющую прорезь. Кроме того, было обнаружено, что проблемы с втягиванием всегда возникали после того, как корпус находился в тени космического корабля, но полностью втягивались после пребывания на солнечном свете. Это было вызвано остановкой двигателя, что означало, что части стрелы деформировались из-за теплового расширения . Чтобы этого не произошло, в инструменты, используемые на Аполлон-16 и Аполлон-17, были внесены некоторые изменения .
Через 146 часов после запуска Уорден позиционирует космический корабль так, чтобы он мог сфотографировать область « неба » напротив Солнца в надежде увидеть gegenschein . Считается, что это слабое свечение вызвано крошечными частицами межпланетной среды, отражающими свет обратно на наблюдателя. Из-за ошибок прицеливания никаких полезных данных не было возвращено. Другие не лунные цели были зодиакального света и короны от Солнца .
День 4
Четвертый сольный день был чрезвычайно насыщенным для обеих команд. У Скотта и Ирвина был пятичасовой LEVA и запуск с Луны. Затем Уордену необходимо будет выполнить встречу и стыковку с LM.
Перед всем этим Уорден должен был выполнить ожог для смены самолета. В течение трех дней орбитальный путь « Индевора» сместился так, что он больше не проходил над местом посадки. Таким образом, без этого ожога свидание было бы затруднено. Это было 18-секундное срабатывание SPS сразу после того, как Индевор снова появился из-за Луны на ее 45-й орбите.
Затем Уорден попытался увидеть Сокола на поверхности. Это было сделано, чтобы предоставить точную информацию о новой орбите CSM, чтобы помочь с предстоящим рандеву. Однако он столкнулся с трудностями из-за того, что Солнце поднялось выше, что сделало рельеф намного меньше, а поверхность намного ярче.
использованная литература
- Чайкин, Андрей (1994). Человек на Луне: Путешествие астронавтов Аполлона . Викинг. ISBN 0-670-81446-6 .
- Харланд, Дэвид М. (1999). Изучение Луны: Экспедиции Аполлона . Издательство Springer / Praxis Publishing. ISBN 1-85233-099-6 .
- Центр пилотируемых космических аппаратов НАСА (1972 г.). Предварительный научный отчет Аполлона 15 . Научно-техническое бюро НАСА.
- Журнал полетов Аполлона-15 . Проверено 17 июня, 2005 г.
- Moonport: История стартовых средств и операций Apollo . Проверено 17 июня, 2005 г.