Чудеса Программа Аполлон

Аполлон-8 и Аполлон-10 совершили пилотируемые полеты к Луне с ее облетом, а с Аполлона-11 начались высадки на Луну астронавтов – 6 высадок на поверхность. Длительность полетов и время пребывания на Луне можно показать следующем списком:

• 1. Аполлон-8. Облет Луны с 3 астронавтами. Время полета 147 ч (6,1 суток).
• 2. Аполлон-9. Облет Земли с 3 астронавтами. Время полета 241 ч (10 суток).
• 3. Аполлон-10. Облет Луны с 3 астронавтами. Время полета 192 ч 3 мин (8 суток)
• 4. Аполлон-11. Прилунение 2 астронавтов. Время пребывания на Луне 21 ч 36 мин. Длительность выходов на поверхность 2 ч 32 мин. Время полета: 195 ч 18 мин (8,1 суток).
• 5. Аполлон-12. Прилунение 2 астронавтов. Время пребывания на Луне 31 ч 31 мин. Длительность выходов на поверхность 7 ч 45 мин. Время полета: 244 ч 36 мин (10,16 суток).
• 6. Аполлон-14. Прилунение 2 астронавтов. Время пребывания на Луне 33 ч 31 мин. Длительность выходов на поверхность 9 ч 23 мин. Время полета: 216 ч 01 мин (9 суток).
• 7. Аполлон-15. Прилунение 2 астронавтов. Время пребывания на Луне 66 ч 55 мин. Длительность выходов на поверхность 18 ч 35 мин. Время полета: 295 ч 11 мин (12,29 суток).
• 8. Аполлон-16. Прилунение 2 астронавтов. Время пребывания на Луне 71 ч 2 мин. Длительность выходов на поверхность 20 ч 14 мин. Время полета: 265 ч 51 мин (10,08 суток).
• 9. Аполлон-17. Прилунение 2 астронавтов. Время пребывания на Луне 75 ч 0 мин. Длительность выходов на поверхность 22 ч 04 мин. Время полета: 301 ч 51 мин (12,58 суток).
• Аполлон-13 хоть и облетел Луну, но в аварийном режиме, астронавты замерзали и штатным полет считать нельзя.

Все это время в полете астронавты должны не только пить, есть, ходить в туалет, но и пребывать в комфортной температурно-влажностной среде с определенным процентом кислорода и углекислого газа. Начнем с дыхания и поддержания температуры в кабинах лунных модулей.

Какой был запас воды и пищи? В посадочной ступени лунного модуля был установлен 1 бак с водой массой 151 кг. Во взлетной ступени два бака по 19,3 кг. Сколько было воды в сервисном модуле на орбите Луны для СЖО не уточняется. А все время полетов на 1 человека был запас еды 36 кг при четырехразовом питании.

СО2, появляющийся в кабине, удалялся скруббером углекислого газа на основе гидроксида лития. Запах удалялся угольными фильтрами. Температурный контроль обеспечивал один активный сублиматор (теплообменник) «вода-лёд». По всей видимости, это оборудование в наше время называют тепловым насосом. Т.е. никаких нагревательных ТЭН. Тепловой насос имеет коэффициент преобразования электричество-тепло или электричество-холод 1:3. ТЭНы – 1:1.

Но самый главный вопрос – это источник электроснабжения. В командном модуле электрическая система включала три топливных элемента мощностью 1,4 кВт с 30 В постоянного тока. Суммарно: 4,2 кВт. Не уточняется, эта мощность пиковая или номинальная. Будем считать, что второе.

Топливные элементы вырабатывали электроэнергию при окислении топлива, примерно так же, как в водородных ячейках некоторых современных электромобилей. Будем считать, что для СЖО командного модуля объемом 5,9 м3 электрической мощности 4,2 кВт вполне хватало на все.

Почему NASA для резерва не использовали солнечные батареи ни на одном из модулей программы? Резерв никогда не помешает.

Во время аварии на Аполлон-13 топливные элементы не работали, поэтому емкости 120 А*ч явно не хватило бы для работы СЖО и электроники. Как экипаж смог вернуться на Землю – показано в одноименном художественном фильме. Но правда ли это? Как можно слетать до Луны и обратно, используя суммарную емкость автомобильного аккумулятора? В фильме они даже скафандры не надели, чтобы не мерзнуть.

Две серебряно-цинковые батареи 28-32 В, 296 А·ч. И 4 батареи на взлетном модуле (на Аполлонах 9-14) и 5 (на Аполлонах 15-17) по 415 А·ч. Суммарно 2252 А·ч.

Т.к. астронавты Аполлон-13 мерзли, то явно что-то случилось и с этими батареями.

Так же предлагаю подумать, хватит ли 2252 А·ч для для полетов Аполлон для того, чтобы поддерживать работоспособность электроники, системы СЖО на посадочном модуле? Это 72 кВт*ч электрической мощности на неделю плюс работа на Луне. Лунный модуль прибывал на поверхности от 1 до 3 суток. И там нагрузка на батарею была выше.

В некоторых программах астронавты заходили внутрь модуля, заново наполняли атмосферой кислорода, снимали скафандры, отдыхали, спали, принимали пищу. В последних полетах так делали по несколько раз. В среднем энергию, которое смогут выдать батареи до полного разряда составит 3 кВт*ч.

Аполлон-13 при невозможности использования топливных элементов, только на одних батареях спускаемого модуля замерзал, внутри кабины образовывался конденсат от водяных паров дыхания, неизбежны короткие замыкания и выжить бы корабль не смог.

СЖО Аполлонов – очень сложная по тем временам задача. К тому же, NASA даже не занимались вопросом с туалетом для астронавтов. У них были просто специальные пакетики. Риски отказа в работоспособности СЖО огромные, дублирования системы нет, нет резерва электроснабжения в виде солнечных панелей. И как 10 пилотируемых полетов Аполлонов произошли без единой серьезной поломки – непонятно.