Пилотируемые полеты на Луну, стр. 52
Apollo-14
31 января 1971 г. в 21 ч 03 мин по Гринвичу стартовала ракета-носитель Saturn V и корабль Apollo-14 с экипажем в составе: Алан Шепард (командир корабля), Стюарт Руса (пилот командного отсека) и Эдгар Митчелл (пилот лунного корабля).
Программой полета Apollo-14 предусматривалось следующее.
1. Выполнение посадки лунного корабля примерно в 48 км севернее кратера Фра Мауро (координаты центра участка посадки 3°40'19" ю. ш., 17°27'46"з. д.), там где не удалось совершить посадку корабля Apollo-13.
2. Проведение исследований лунной поверхности до кратера Коун в 120 м от места посадки.
3. Сбор 34 кг образцов лунных пород.
4. Установка на Луне научной аппаратуры: пассивных сейсмометров; трех активных сейсмометров и приборов для регистрации подрыва 21 пиротехнического заряда; четырех пусковых устройств с гранатами, которые будут через полгода подорваны с Земли (колебания грунта будут регистрироваться геофонами); детектора ионов для измерения состава и энергии заряженных частиц; ионизационного манометра для измерения плотности нейтронной атмосферы на Луне в диапазоне 10-6…10-12 мм рт. ст., оценки температуры и вариаций плотности; детектора заряженных частиц для регистрации протонов и электронов солнечного происхождения; лазерного отражателя.
5. Проведение научных экспериментов. Измерение напряженности и размеров магнитного поля локальных лунных структур. Измерение прибором механических свойств лунного грунта. Получение снимков в темноте с целью обнаружения источников света в конусе с углом 20° вдоль линии Земля – Солнце, с противоположной от Солнца стороны Земли.
6. Установка рулона алюминиевой фольги-ловушки ядер инертных газов в солнечном ветре.
7. Проведение научных исследований в командном отсеке. Измерение электромагнитных свойств лунной поверхности путем регистрации отраженных электромагнитных волн. Исследование вариаций гравитационного поля Луны вдоль траектории полета основного блока путем регистрации допплеровского смещения сигналов. Фотографирование областей Луны, интересных для селенологов, и участков посадки для будущих полетов кораблей Apollo. Уточнение координат ориентиров на Луне сканирующим телескопом.
8. Проведение сеансов телевидения.
9. Проведение на траектории полета к Луне экспериментов в невесомости и передача их по телевидению; электрофорез биологических соединений в жидкой среде; изучение теплопередачи; изучение поведения в невесомости жидкости; изучение процесса литья.
10. Продолжение наблюдения фосфенов – зрительных ощущений, вызываемых необычными для глаза раздражителями.
11. Изучение сейсмических колебаний, вызванных падением ступени S-IVB. Колебания должны регистрироваться пассивным сейсмометром, установленным на Луне астронавтами Apollo-12. Вес ступени при падении 11,3 т, скорость 2,5 км/сек.
12. Изучение сейсмических колебаний, вызванных падением взлетной ступени лунного корабля.
Программа была рассчитана на пребывание астронавтов на Луне вне лунного корабля в течение 8 ч 35 мин; общая продолжительность пребывания на Луне 33 ч 31 мин; общая продолжительность полета по программе 216 ч 38 мин.
В соответствии с рекомендацией комиссии по расследованию аварии Apollo-13, служебный отсек был модернизирован, вес его увеличился на 290 кг. Расходы на модернизацию составили 15 млн. долл.
Была подвергнута модернизации и вторая ступень S-II ракеты-носителя, чтобы исключить возможность возникновения продольных колебаний типа Pogo.
С этой целью в трубопроводе подачи жидкого кислорода в центральный ЖРД ступени S-II была установлена сферическая емкость, наполненная гелием, выполняющая роль демпфера колебаний. Установлены датчики, выключающие центральный ЖРД в случае возникновения колебаний большой амплитуды. Электроклапаны системы регулирования состава смеси всех пяти ЖРД были заменены двухпозиционными клапанами с пневматическим приводом.
Перед стартом ракеты-носителя Saturn V с кораблем Apollo-14 над м. Кеннеди прошел грозовой фронт, задержавший старт на 40 мин. Вывод на орбиту ожидания прошел нормально, ступень S-IVB с кораблем Apollo-14 вышла на эллиптическую орбиту 186/192 км (расчетная орбита – круговая высотой 191 км). Через 1,5 оборота по орбите ожидания в To +2 ч 28 мин 49 сек был вторично включен ЖРД J-2 ступени S-IVB; он проработал 5 мин 52 сек. и третья ступень ракеты вместе с кораблем Apollo-14 вышла на траекторию полета к Луне с начальной скоростью 10 833 м/сек. Эта траектория обеспечивает свободное возвращение на Землю после облета Луны на минимальном расстоянии от ее поверхности 4000 км.
В момент времени To +3 ч 03 мин начались операции по перестроению отсеков. Однако, 5 попыток произвести стыковку основного блока с лунным кораблем оказались неудачными, так как не утапливались защелки стыковочного штыря. А. Шепард обратился в Центр управления полетом с предложением разгерметизировать кабину командного отсека, открыть люк, выйти в открытый космос и осмотреть головку и защелки штыря. Однако Центр управления полетом не разрешил этой операции, а рекомендовал сделать еще одну попытку стыковки, но со втянутым штырем, чтобы обеспечить непосредственный контакт корпусов основного блока и лунного корабля. Пока производилась шестая попытка стыковки, NASA рассматривал вопрос об аварийном прекращений полета Apollo-14, так как кончался ресурс аккумуляторов на ступени S-IVB, обеспечивавших работу системы навигации и, управления. Последняя попытка оказалась успешной, и стыковка была произведена в момент времени To +6 ч 03 мин. После стыковки астронавты наполнили переходной туннель кислородом, открыли верхний люк кабины командного отсека, демонтировали стыковочный штырь и приемный конус и внесли их в командный отсек. Осмотр показал, что пружинные защелки штыря работают нормально, и по мнению специалистов на орбите ИСЛ трудности со стыковкой не должны повториться.
После отделения ступени S-IVB от корабля Apollo траектория S-IVB была откорректирована с расчетом попадания в Луну 4 февраля в момент времени To +82 ч 38 мин.
В ходе полета к Луне Apollo-14 наблюдался ряд неполадок. 2 февраля обнаружилось, что при выбрасывании отходов за борт происходит утечка кислорода из кабины командного отсека; астронавты проверили и отрегулировали клапан. 3 февраля экипажу сообщили из Центра управления полетом, что в одном из аккумуляторов взлетной ступени лунного корабля по данным телеметрической информации напряжение ниже номинального значения 37 в на 0,3 в. Астронавты подтвердили эти телеметрические данные, однако дальнейшего падения напряжения не наблюдалось. Для обеспечения всех операций при старте с Луны достаточно одного аккумулятора, второй является резервным, но по инструкции, посадка на Луну разрешается только при исправности обоих аккумуляторов.
Первая коррекция траектории по плану полета Apollo-14 не производилась, так как в ней не было необходимости. Вторая коррекция была произведена в момент времени To +30 ч 36 мин; ЖРД служебного отсека проработал 10,3 сек, скорость была увеличена на 22 м/сек и корабль Apollo-14 перешел на гибридную траекторию. Эта коррекция позволила компенсировать 40-мин задержку на старте и обеспечила минимальное расстояние при пролете Луны 124 км. Третья коррекция не производилась, а четвертая была выполнена 4 февраля; ЖРД служебного отсека проработал 0,6 сек и увеличил скорость полета корабля на 1,15 м/сек. В момент времени To +82 ч 36 мин 42,7 сек был включен ЖРД служебного отсека; он проработал 6 мин 12,23 сек, скорость корабля уменьшилась на 921,8 м/сек и он перешел на начальную эллиптическую орбиту ИСЛ высотой 106,5/311 км.
В момент To +82 ч 57 мин на Луну упала ступень S-IVB примерно в 165 км к юго-западу от места установки пассивного сейсмометра, ближе, чем предполагалось. Координаты точки падения 7°72' ю. ш., 26°03' з. д.; сейсмометр регистрировал колебания поверхности Луны в течение ~3 ч. После двух витков Apollo-14 по орбите ИСЛ вновь был включен ЖРД служебного отсека; он проработал 21,38 сек, скорость уменьшилась на 62,97 м/сек и корабль перешел на эллиптическую орбиту с высотой периселения 17,2 км и высотой апоселения 109 км. На втором витке по этой орбите С. Руса фотографировал район вблизи кратера Декатр – предполагаемое место посадки корабля Apollo-16.