Действительно ли командный модуль «Аполлона» «пропустил» внутри атмосферы или за пределы атмосферы в рамках своей программы входа в атмосферу?

Цитируемый здесь текст взят из презентации Джона Бертона под названием « Введение в руководство по входу в атмосферу и летные характеристики Аполлона ». Акцент мой. Похоже, они определили «пропуск» как аэродинамическую нагрузку на транспортное средство, падающую ниже 0,2 g.

Обращение к части вопроса «Изменила ли она (траектория) знак и поднялась ли она в какой-то момент?» - да, как показано на этом графике из Технической заметки НАСА D-6725 ОТЧЕТ ОБ ОПЫТЕ АПОЛЛОНА – ПЛАНИРОВАНИЕ МИССИИ ДЛЯ ВХОДА АПОЛЛОНА) Точки, где траектория отклоняется вверх, отмечены мной.

Наведение по входу «Аполлон» могло летать либо по контролируемой траектории пропуска, либо по прямой траектории входа, в зависимости от дальности до места посадки. Однако и у того, и у другого были свои преимущества и недостатки. Все пилотируемые миссии Аполлона летели по траекториям прямого входа.

Пропустить записи

Управляемый (или управляемый) скип-заход можно было совершить, чтобы достичь посадочных площадок на расстоянии от 1800 до 2500 морских миль от EI. Во время контролируемого прыжка скорость на траектории ниже круговой скорости, чтобы гарантировать, что повторный вход в атмосферу произойдет в течение срока службы системы жизнеобеспечения космического корабля и батарей. Последовательность фаз наведения для записи с пропуском Аполлона была следующей: предварительный вход, начальный бросок, охота / постоянное сопротивление, контроль вверх, Кеплер и финальная фаза.

(вставка изображения, чтобы показать фазы из технической заметки НАСА D-6725 ОТЧЕТ ОБ ОПЫТЕ АПОЛЛОНА – ПЛАНИРОВАНИЕ МИССИИ ДЛЯ ВХОДА АПОЛЛОНА)

Если логика наведения «Аполлона» определяла, что требуется контролируемый пропуск, рассчитывалась траектория полета по высоте. Участок траектории, на котором аэродинамическая нагрузка корабля падала ниже 0,2 g, назывался кеплеровской или баллистической фазой. Активное управление углом крена было приостановлено до тех пор, пока аэродинамическая нагрузка снова не превысит 0,2 g.

Основным преимуществом фазы пропуска была возможность достичь нижней посадочной площадки, недостижимой при использовании подхода с прямым входом. Еще одним преимуществом была возможность выпрыгивать из атмосферы и излучать тепловую энергию, полученную при первом входе в атмосферу. Кроме того, была важна возможность пролететь над ненастной погодой в основной зоне приземления и приземлиться в альтернативной зоне с приемлемой погодой.

Некоторые недостатки фазы пропуска включают возможность большого рассеивания при посадке из-за атмосферных, аэродинамических, модельных и навигационных неопределенностей. Кроме того, чувствительность к аппаратным ошибкам может привести к большим отклонениям при посадке. Другие недостатки включают возможность неконтролируемого выхода из атмосферы, сложность контроля экипажем за фазой выхода, возможную несовместимость с резервными режимами входа и потенциальную чрезмерную перегрузку во время второго входа в атмосферу.

Прямые входы

Во время прямого входа транспортное средство оставалось в атмосфере на время входа. Транспортное средство снизилось до точки максимальной аэродинамической нагрузки, близкой к точке, где была остановлена ​​отрицательная скорость снижения. После этого наведение могло поднять траекторию для достижения цели по дальности, но аэродинамическая нагрузка не упала бы ниже уровня 0,2 g. Траектория могла подниматься и опускаться по высоте до тех пор, пока не была начата заключительная фаза наведения на вход. Обычная последовательность фаз наведения прямого входа Аполлона была следующей: предварительный вход, начальный бросок, охота/постоянное сопротивление и финальная фаза.

Так как продолжительность прямого входа меньше, чем скипа, суммарная тепловая нагрузка ниже. Другие преимущества включают меньшее рассеивание при посадке из-за атмосферных, аэродинамических, модельных и навигационных неопределенностей. Кроме того, система будет менее чувствительна к аппаратным ошибкам в режиме прямого входа. Режим прямого входа также обеспечивает больше возможностей для отслеживания траектории полета, совместимость с резервными режимами входа и умеренный диапазон для предотвращения погодных условий (используется для полета Аполлона-11). Недостатки включают ограниченную способность уклоняться от погодных условий, потенциальную чрезмерную перегрузку при входе в атмосферу и невозможность доставить КМ к местам посадки на большие расстояния.

Для Apollo решение использовать режим прямого входа было основано главным образом на двух факторах. Во-первых, желание летных экипажей, чтобы траектория входа оставалась в атмосфере. Во-вторых, было желание, чтобы траектория входа облегчала процедуры наблюдения и резервного пилотирования, которые мог бы легко выполнять экипаж.

Однако Аполлон-11 летел по завышенной траектории, без скипа. Во время трансземного этапа Аполлона-11 неприемлемые погодные условия угрожали основной зоне приземления. Транспортное средство было перенацелено примерно на 200 морских миль вниз, чтобы избежать этой погоды. Фаза наведения «Upcontrol» использовалась для подъема траектории и дальнейшего снижения CM. Однако аэродинамическая нагрузка ни разу не опускалась ниже 0,2 g, поэтому логика скипового наведения не использовалась.

...

Этот беспилотный рейс прошел без входа.

АС-202

Во время входа руководство предоставило запланированную траекторию пропуска (фаза Кеплера), в результате чего история скорости нагрева с двойным пиком. Сначала КМ подвергали максимальной скорости нагрева 83 БТЕ/фут 2 /сек, затем охлаждали до 19 БТЕ/фут 2 /сек и второй пик составлял 43 БТЕ/фут 2 /сек. Тепловая нагрузка на входе, как и планировалось, составила приблизительно 20 000 БТЕ/фут 2 . Было установлено, что посадка примерно в 200 морских милях от спасательного корабля была вызвана неточной предполетной оценкой дифферентного угла атаки [Hillje]. Данные полета показали, что триммерный угол атаки оказался выше, чем прогнозировалось, в гиперзвуковой области, что привело к снижению L/D на 18 процентов. Меньший L/D и более крутой, чем планировалось, угол траектории полета интерфейса входа были основными причинами недобора дальности [после запуска...]. Основные парашюты раскрылись в 23, на высоте 787 футов, и космический корабль приводнился в 18:49 по всемирному времени, через 93 минуты после старта. Приводнение произошло в Тихом океане на координатах 16,11 северной широты, 168,97 восточной долготы, примерно в 430 морских милях к юго-востоку от острова Уэйк и в 200 морских милях от цели. Капсула была обнаружена авианосцем USS Hornet в 03:17 UT.