Почему после Аполлона-6 Сатурн V считался пригодным для людей?

Apollo 6 (AS-502) был вторым полетом Saturn V (первым был Apollo 4 /AS-501 пятью месяцами ранее), последним полетом Block I CSM , 1 и последней беспилотной миссией Apollo (если не считая Skylab 1 , который был не столько «миссией», сколько «огромным грузовым рейсом»).

Это была также миссия «Аполлон», которая была ближе всего к полному провалу, 2 страдая от сильных колебаний на первой ступени 3 , которые серьезно повредили двигатели на второй ( S-II ) и третьей ( S-IVB ) ступенях Saturn V. Это привело к преждевременному отключению двух из пяти двигателей S-II 4 (заставив оставшиеся три двигателя сгореть до истощения, чтобы компенсировать это; даже в этом случае для компенсации оставшейся разницы все еще требовалось сверхдлительное горение S-IVB), и привел к тому, что единственный двигатель S-IVB после продолжительного включения, вызванного частичным отказом S-II, не смог перезапуститься.

Любой из этих отказов, если бы они произошли в пилотируемом полете, потребовал бы немедленного прерывания.

В результате все более поздние Saturn V были модифицированы: были изменены трубопроводы воспламенителя S-II и S-IVB, чтобы укрепить топливные и кислородные магистрали от разрывов, вызванных пого, которые произошли на Аполлоне-6, а также части первой ступени. Система LOX ( S-IC ) заправлена ​​газообразным гелием, чтобы «расстроить» S-IC и погасить любые колебания, которые могут возникнуть. Эти модификации, однако, не прошли летных испытаний до первого пилотируемого полета Сатурн-5 ( Аполлон-8 , или AS-503 — как показывает его цифровое обозначение, только третий в истории полет Сатурна-5), и у инженеров не было способ узнать, будут ли их меры по борьбе с пого действительно эффективными в условиях реального запуска, или вернется ли пого, 5или сами модификации приведут к новым, непредвиденным проблемам. В настоящее время, если серия таких серьезных отказов произойдет во время финального полета новой пилотируемой ракеты-носителя, НАСА потребует еще как минимум три или четыре беспилотных полета для проверки полученных модификаций и доказательства того, что проблемы не повторятся, прежде чем даже подумать об этом . оценка автомобиля человеком.

Кроме того, «Аполлон-8» станет первым случаем, когда «Сатурн-5» будет использован для транслунного полета, впервые «Сатурн-5» несет CSM Block II (и, следовательно, первый полет полностью заправленного CSM Block II, поскольку Saturn ИБ, использовавшийся для Аполлона-7, был неспособен поднять на орбиту полностью заправленный КСМ ), а, следовательно, и первый транслунный полет КСМ Блока II. 6 Следующий пилотируемый полет Сатурна V ( Аполлон 9 , или AS-504) будет первым полетом Сатурна V с LM и первым совместным запуском CSM и LM, в то время как первый транслунный полет LM ( Аполлон-10 , или AS-505) снова был пилотируемым полетом.

Почему НАСА было в порядке с оценкой Сатурна-5 человеком сразу после серьезных сбоев, произошедших на Аполлоне-6, и несмотря на тот факт, что это привело бы к отправке астронавтов с оборудованием, комбинациями оборудования и профилями миссии, которые никогда не тестировались? беспилотный полет?


1 : Хотя и несколько изменен для проверки некоторых функций Block II.

2 : ...если не считать Аполлон-1 , который не потерпел неудачу как таковой , а, скорее, был отменен после фатальной аварии на наземных испытаниях.

3 : Тип вредных колебаний, вызванный связью между, с одной стороны, режимами изгиба частей конструкции ракеты, и, с другой стороны, изменениями тяги двигателя, которые вызывает этот изгиб за счет растяжения и изгиба двигателей. ' магистрали топлива и окислителя.

4 : Один из двигателей остановился из-за отказа камеры воспламенителя двигателя, вызванного разрывом линии воспламенителя LH 2 (истощение воспламенителя топлива и возможность прожигания стенки камеры паяльной лампой практически чистым кислородом); второй двигатель загорелся, когда дефект в проводке управления двигателем S-II позволил команде выключения, предназначенной для первого двигателя, также закрыть топливопровод для второго двигателя (который до этого работал в основном нормально).

5 : Как оказалось, проблема была в основном решена для S-IC, но она обнаружилась для S -II с удвоенной силой на Аполлоне-13 (AS-508), где экстремальные продольные колебания во время второй ступени полет чуть не разорвал Сатурн V на части; только мгновенный и, вероятно, ложный сигнал о низком давлении в камере от центрального двигателя, приведший к преждевременному отключению указанного двигателя, спас машину от разрушения. (Опираясь на это знание, все последующие полеты Сатурна V отключали центральный двигатель S-II намного раньше, чем внешние двигатели, что, наконец, решило проблему pogo.)

6 : Если уж на то пошло, «Аполлон-7», первая пилотируемая миссия «Аполлон», которая действительно летала, была также первым в истории полетом CSM Block II (из шести беспилотных миссий «Аполлон» — четыре миссии «Сатурн IB» и две миссии «Сатурн V» — одна «Сатурн»). Миссия IB [ AS-203 ] была проверочным полетом S-IVB без CSM или LM, две миссии Saturn IB [ AS-201 и AS-202 ] выполнялись с Block I, нечеловеческими CSM, и одна миссия Saturn IB [ Аполлон 5] был испытательный полет LM без CSM, в то время как две миссии Saturn V [Apollo 4 и Apollo 6] также использовали CSM Block I); в то время как CSM Block I в двух беспилотных миссиях Saturn V были модифицированы для проверки некоторых функций Block II, фактический CSM Block II не летал в беспилотной миссии до своего первого пилотируемого полета с Apollo 7. По крайней мере, Apollo 7 был полетом на низкой околоземной орбите. , что позволяет быстро вернуться в случае возникновения проблемы; то же самое было не так для Аполлона-8 (или любого другого транслунного полета Сатурна V), поскольку даже самое быстрое прерывание транслунной траектории было значительно дольше, чем прерывание с НОО.

«приведет ли к тому, что астронавтов отправят с оборудованием, комбинациями оборудования и профилями миссии, которые никогда не тестировались в беспилотном полете?» Разве это не происходило почти в каждом полете Аполлона?
Пожалуйста, прочитайте эту страницу о причине отказа двигателя J-2 и модификациях, сделанных для его устранения.

Ответы (1)

Проект «Аполлон» был основан на графике Кеннеди «конец десятилетия»; время имело решающее значение. Нехватка времени и бюджета вынудила программу пойти на риск, которого в идеальной ситуации могло и не быть. Полеты живых экипажей на Аполлонах 7 и 8 были частью этого риска.

Любой из этих отказов, если бы они произошли в пилотируемом полете, потребовал бы немедленного прерывания.

Человеческий рейтинг не означает, что «неудачи не прерывают миссию»; они означают, что неудачи не убивают экипаж. Следовательно, как минимум так же важно протестировать процессы прерывания, как и номинальный полет пусковой установки. Система прерывания Apollo LES была хорошо испытана в 1964-1966 годах на ускорителях Little Joe - в одном примечательном случае запланированное испытание прерывания превратилось в реальное и успешное прерывание, когда ускоритель развалился . Двигатель служебного модуля, который будет использоваться для прерывания позднего подъема, был испытан на Аполлоне-4, хотя и не в условиях прерывания. Чтобы провести какие-либо более реалистичные испытания прерывания, пусковые установки Saturn 1B и / или Saturn V должны быть фактически выброшены, что приведет к неприемлемым затратам и задержке программы.

В частности, режим отказа «Аполлона-6» вряд ли вызвал бы немедленное прекращение, скажем, «Аполлона-8». Космический корабль достиг орбиты, центр управления полетом определил бы, что не хватает топлива для достижения TLI, и составил бы запасной план миссии для LEO. операции были бы активированы, обеспечивая еще один тест CSM. (Этот сценарий, по-видимому, беспокоил Фрэнка Бормана больше, чем возможность катастрофического провала!)

В настоящее время, если серия таких серьезных отказов произойдет во время финального полета новой пилотируемой ракеты-носителя, НАСА потребует еще как минимум три или четыре беспилотных полета для проверки полученных модификаций и доказательства того, что проблемы не повторятся, даже не подумав об этом. человеческая оценка автомобиля.

Я не уверен, что согласен, что это так. Шаттл, например, летал с экипажем как во время своих первых полетов без двигателя , так и с двигателем ; он совершил свой первый полет с экипажем после того, как SRB были модернизированы после потери Челленджера; он совершил свой первый полет с экипажем после гибели Колумбии , фактически не решив проблему , которая привела к этой катастрофе. Это четверть века, когда НАСА, возможно, брало на себя больший риск для безопасности с шаттлом, чем с Аполлоном.

Одним из факторов, который, возможно, побудил пойти на риск, была память о ранней программе «Меркурий». В полете шимпанзе Хэма на MR-2 произошли некоторые незначительные сбои, которые привели к решению совершить еще один полет без экипажа Mercury-Redstone перед полетом Алана Шепарда на MR-3 . Тем временем СССР запустил Восток-1 и отправил в космос первого человека.

Честно говоря, они думали, что решили проблему с пеной. Они были просто неправы.
Я также хотел бы отметить, что даже сейчас НАСА, кажется, следует более рискованным путем, чем с Saturn V. Планируется, что SLS будет летать с экипажем во втором полете, а не в третьем полете, как в случае с Saturn V.