Аполлон-13: Одиссея выживания

Часть I: Конец рутины

Чтобы понять, почему «Аполлон-13» остается самой захватывающей историей в истории освоения космоса, нужно сначала понять тишину апреля 1970 года. Это была странная тишина — рожденная не напряжением, а скукой.

Менее чем через год после того, как Нил Армстронг и Базз Олдрин ступили на поверхность Моря Спокойствия, невозможное быстро превратилось в обыденность. «Космическая гонка» казалась игрой, которая уже выиграна. Советский Союз был побежден, флаг водружен, а американская публика была готова переключить канал. Когда «Аполлон-13» стартовал 11 апреля 1970 года ровно в 13:13 по центральному стандартному времени (CST), он имел классификацию «рутинного» полета.

Апатия была ощутимой. Крупнейшие телевизионные сети, движимые рейтинговыми алгоритмами той эпохи, сочли телевизионный спецвыпуск экипажа в прайм-тайм недостаточно драматичным, чтобы отменять «Шоу Дорис Дэй». Спустя пятьдесят пять часов после начала миссии командир Джим Ловелл, пилот командного модуля Джек Суайгерт и пилот лунного модуля Фред Хейз парили в своем корабле, транслируя экскурсию на Землю. Ловелл завершил передачу, пожелав всем приятного вечера.

Никто тогда не знал, что камеры отключились всего за несколько минут до того, как космический корабль начнет умирать.

Миссия должна была стать переходом от демонстрации инженерных достижений к серьезной науке. Девизом на эмблеме экипажа было Ex Luna, Scientia — «С Луны — знания». Они направлялись к нагорью Фра Мауро, труднодоступному холмистому образованию, которое, как полагали, хранило секреты древней геологической истории Луны. Но они так и не ступили на эту землю. Вместо этого «Аполлон-13» стал высшим испытанием программы на отказоустойчивость, превратив геологическую экспедицию в драму выживания планетарного масштаба.

Часть II: Человеческий фактор

Драма «Аполлона-13» началась задолго до запуска, продиктованная биологией и случаем. Это история о том, как сложности человеческой иммунной системы могут изменить ход истории.

Первоначальный основной экипаж был сплоченным подразделением: Ловелл, Хейз и Кен Маттингли. Маттингли, основной пилот командного модуля, был виртуозом управления кораблем. Он провел сотни часов в симуляторах, специально тренируясь для одиночных орбитальных операций, которые ему предстояло выполнять, пока Ловелл и Хейз будут на поверхности. Он знал проводку корабля как свои пять пальцев.

Затем, за семь дней до запуска, дублирующий пилот лунного модуля Чарльз Дьюк заразился краснухой от своего маленького сына. Он провел несколько дней, тренируясь с основным экипажем и дыша тем же воздухом. Полетные хирурги NASA немедленно вмешались. Они установили, что у Ловелла и Хейза был иммунитет, так как они переболели в детстве. Но у Кена Маттингли антител не было.

Врачи представили руководству NASA суровую вероятность: если Маттингли полетит, болезнь может проявиться сыпью и лихорадкой, когда он будет один в командном модуле на орбите Луны. Если он станет нетрудоспособен во время критического маневра сближения, он не сможет забрать Ловелла и Хейза с лунной поверхности. Это был сценарий смертного приговора.

Решением, которое опустошило Маттингли, он был отстранен от полета всего за 72 часа до старта. Его заменил Джек Суайгерт, дублирующий пилот. Суайгерт был 38-летним холостяком, бывшим летчиком-истребителем ВВС с дипломом инженера-механика. Он был компетентен, блестящ и полон энтузиазма, но он не тренировался как часть единого целого с Ловеллом и Хейзом именно для этого графика миссии. Он был «новичком», брошенным в кресло без времени на психологическую адаптацию.

Хотя фильм 1995 года драматизирует трения между Суайгертом и остальными, стенограммы переговоров показывают команду, которая сработалась с поразительным профессионализмом. Тем не менее, эта замена спасла миссию так, как никто не мог предсказать. Кен Маттингли остался на Земле. Когда космический корабль вышел из строя, именно Маттингли заперся в симуляторах в Хьюстоне, используя свои глубокие знания корабля, чтобы разработать аварийные процедуры, которые в итоге вернут экипаж домой.

Часть III: Машина и изъян

Чтобы осознать масштаб катастрофы, нужно взглянуть на технику. «Сборка» Аполлона была чудом резервирования, небоскребом технологий.

• «Сатурн-5» (Saturn V): самая мощная машина из когда-либо созданных, генерирующая 7,6 миллиона фунтов тяги.
• Командный модуль («Одиссей»): материнский корабль и спускаемый аппарат.
• Лунный модуль («Аквариус»): похожий на паука посадочный модуль.
• Служебный модуль: большой цилиндрический отсек, в котором находилось топливо, маршевый двигатель и системы жизнеобеспечения.

Изъян скрывался глубоко внутри служебного модуля, в кислородном баке № 2.

За несколько лет до этого конкретно этот бак (серийный номер 10024X-TA0009) был установлен на «Аполлон-10», но был снят для модификации. Во время демонтажа сломалось подъемное приспособление, и бак упал с высоты двух дюймов на пол цеха. Это показалось незначительным толчком, но внутри хрупкий узел заправочной трубки сорвался с креплений.

Перенесемся в 1970 год, за несколько недель до запуска «Аполлона-13». Во время испытаний по опорожнению баков на стартовой площадке наземная команда не смогла слить кислород из бака из-за той самой поврежденной трубки. Чтобы исправить это, они решили включить внутренние нагреватели бака, чтобы выкипятить кислород. Они подключили нагреватели к наземным источникам питания напряжением 65 вольт.

Они не знали, что внутренние термостатические выключатели бака были рассчитаны только на 28-вольтовую систему постоянного тока космического корабля. Когда по ним ударило высокое напряжение, контакты выключателей приварились друг к другу. В течение восьми часов нагреватели работали непрерывно, раскаляя внутреннюю часть бака до температуры более 1000°F (538°C). Жар был настолько сильным, что тефлоновая изоляция на проводах двигателя вентилятора расплавилась.

Когда бак заполнили жидким кислородом для полета, эти голые, обугленные провода оказались внутри сосуда под давлением с чистым кислородом. Это была зажигательная бомба, ждущая одной искры.

Часть IV: Взрыв

На 55-м часу, 54-й минуте и 53-й секунде миссии Центр управления полетами запросил рутинную процедуру. «13-й, у нас есть еще один пункт для вас, когда будет возможность. Мы хотели бы, чтобы вы перемешали содержимое криогенных баков».

В баках находился слякотный жидкий кислород, который имел тенденцию расслаиваться; вентиляторы были нужны, чтобы перемешать его для получения точных показаний количества. Джек Суайгерт щелкнул выключателем.

Внутри бака № 2 ток пошел к двигателям вентиляторов. Между оголенными проводами проскочила искра. В среде 100-процентного кислорода остатки тефлоновой изоляции мгновенно вспыхнули. Давление взлетело за миллисекунды. Бак разорвался, оторвав 13-футовую алюминиевую боковую панель служебного модуля с силой ручной гранаты.

Корабль содрогнулся. Закричал главный аварийный сигнал. «Окей, Хьюстон, у нас здесь возникла проблема», — сказал Суайгерт. Его голос был ровным, включились навыки, полученные на тренировках. «Это Хьюстон. Повторите, пожалуйста». «Хьюстон, у нас проблема», — повторил Ловелл. «У нас падение напряжения на шине B (Main B Bus Undervolt)».

Сначала диспетчеры полета в Хьюстоне во главе с легендарным Джином Кранцем были в замешательстве. Они видели невозможные показания. Системы, которые должны были быть независимыми, отказывали одновременно. Это выглядело как ошибка приборов.

Затем Джим Ловелл подплыл к иллюминатору люка и посмотрел назад. «Мы что-то стравливаем в... в космос», — сообщил он.

Это был кислород из бака № 1. Взрыв либо повредил трубопровод, либо вызвал трещину во втором баке. Экипаж наблюдал, как их система жизнеобеспечения утекает в пустоту. Без кислорода умерли топливные элементы (которые соединяли кислород и водород для выработки электроэнергии). Без электричества командный модуль «Одиссей» превращался в быстро остывающую гробницу.

Часть V: Стратегия «спасательной шлюпки»

Когда «Одиссей» начал умирать, экипажу пришлось совершить отчаянный переход. Они покинули материнский корабль и перебрались через стыковочный туннель в «Аквариус», лунный модуль.

ЛМ был рассчитан на поддержку двух человек в течение двух дней на лунной поверхности. Теперь он должен был обеспечивать жизнь троих мужчин в течение четырех дней в ледяном вакууме глубокого космоса. Он никогда не предназначался для самостоятельного полета, не говоря уже о том, чтобы толкать массивный мертвый груз пристыкованных к его носу командного и служебного модулей.

Проблема траектории «Аполлон-13» не шел по пути домой. Он находился на гибридной траектории для достижения места посадки Фра Мауро. Если бы они ничего не предприняли, они бы промахнулись мимо Земли на 40 000 миль и навсегда ушли на солнечную орбиту. Им нужно было развернуться.

Об использовании маршевого двигателя на поврежденном служебном модуле не могло быть и речи — если взрыв повредил топливные магистрали или сопло двигателя, включение могло разорвать корабль. Им пришлось использовать двигатель посадочной ступени (DPS) лунного модуля.

Инженерам в Хьюстоне пришлось рассчитать маневр, который никогда не репетировался. На 61-м часу полета экипаж включил двигатель DPS на 30 секунд. Этот маневр для выхода на «траекторию свободного возврата» использовал гравитацию Луны, чтобы отправить их обратно к Земле.

Но просто встать на путь было недостаточно. Им нужно было вернуться домой быстрее, иначе ограниченные запасы воды и энергии закончатся. Через два часа после облета обратной стороны Луны — установив рекорд высоты для человечества, который держится и по сей день, — они снова включили двигатель. Этот маневр «PC+2» (периселений + 2 часа) был выполнен идеально. Он сократил время в пути на десять часов и нацелил их на приводнение в Тихом океане.

Часть VI: Долгий холодный дрейф

Путь домой был четырехдневным испытанием лишениями, отмеченным тремя отчетливыми кризисами: воздух, холод и навигация.

«Почтовый ящик»: квадратные колышки в круглых отверстиях Самой непосредственной угрозой было удушье. В лунном модуле было достаточно кислорода, но он не мог очищать воздух от углекислого газа (CO2), который выдыхали люди. Круглые кассеты с гидроксидом лития (LiOH) в ЛМ насытились за 24 часа. Уровень CO2 поднялся к 15 мм рт. ст. При таких уровнях экипаж впал бы в замешательство, стал бы вялым и в конечном итоге погиб.

В командном модуле был запас свежих кассет LiOH, но они были квадратными. Физически они не подходили к круглым гнездам ЛМ.

В Хьюстоне отдел систем экипажа вывалил на стол кучу оборудования космического корабля — пластиковые пакеты, картонные обложки от полетных руководств, шланги от скафандров и серую клейкую ленту. Им нужно было соорудить решение из подручных средств. Они построили адаптер, который использовал шланг скафандра для просасывания воздуха через квадратную кассету.

Центр управления полетами зачитал инструкции экипажу. «Возьмите пластиковый пакет... используйте серую ленту...». Экипаж собрал устройство, ласково названное «Почтовым ящиком». Когда они примотали его на место, уровень CO2 немедленно упал почти до нуля. Это был триумф американского скотча.

Глубокая заморозка Чтобы сэкономить батареи ЛМ (емкость которых составляла всего 2181 ампер-час), экипаж отключил все системы. Ни компьютера, ни системы наведения, ни обогревателя. Температура внутри корабля упала до 38°F (3°C).

Конденсат пропитал стены. Капли воды плавали в кабине. У экипажа не было теплой одежды — Ловелл и Хейз надели свои лунные ботинки, но у Суайгерта их не было. Они пытались спать в стыковочном туннеле, прижавшись друг к другу для тепла, но холод был пронизывающим. Недостаток сна начал сказываться на их когнитивных функциях.

Что еще хуже, им пришлось нормировать воду. Вода была необходима для охлаждения электроники космического корабля, поэтому люди были на втором месте. Они пили меньше шести унций в день. У Фреда Хейза развилась тяжелая инфекция почек и мочевыводящих путей. К тому времени, когда они достигли Земли, его трясло от лихорадки, и он испытывал сильную боль.

Навигация по Солнцу Взрыв окружил корабль облаком обломков. Тысячи сверкающих хлопьев замерзшего кислорода и золотой фольги летели строем вместе с кораблем. Это «конфетти» сбивало с толку датчик звезд навигационного компьютера — он не мог отличить настоящие звезды от мусора.

Для финальной коррекции траектории на среднем этапе пути экипажу пришлось выравнивать корабль вручную. Они использовали единственную звезду, которую могли точно идентифицировать: Солнце. Совместив перекрестие окна с земным терминатором (линией между днем и ночью), они удерживали корабль на курсе. Это был пример грубого ручного пилотирования, напоминающий времена парусных судов.

Часть VII: Вход в атмосферу и радиомолчание

На рассвете 17 апреля Земля заполнила иллюминатор. Но самая опасная фаза только начиналась. Командный модуль «Одиссей» был мертвой, замерзшей глыбой. Его нужно было запитать, чтобы управлять входом в атмосферу.

Кен Маттингли провел несколько дней в симуляторе, составляя контрольный список действий. Последовательность была деликатной: если они потребят слишком много энергии, батареи спускаемого аппарата сядут, и парашюты никогда не откроются. Если конденсат внутри панели управления вызовет короткое замыкание, компьютер сгорит.

Джек Суайгерт следовал списку Маттингли. Он переключил тумблеры. Защитное покрытие на монтажных платах сдержало влагу. «Одиссей» проснулся.

Прощание Прежде чем войти в атмосферу, им нужно было сбросить лишний вес. Сначала они отстыковали служебный модуль. Когда он отлетел, экипаж наконец увидел рану. «Там не хватает целой стороны корабля», — ахнул Ловелл. Панель была вырвана от самого верха до сопла двигателя. Это было чудо, что тепловой щит не треснул.

Затем они сбросили «Аквариус». У лунного модуля, их спасательной шлюпки, не было теплового щита. «Прощай, Аквариус, и мы благодарим тебя», — передал Центр управления. Корабль, который спас их, сгорел в верхних слоях атмосферы, унося с собой небольшой ядерный генератор, предназначенный для лунных экспериментов, который благополучно упал в глубокую впадину Тонга.

Тишина Командный модуль вошел в атмосферу на скорости 25 000 миль в час. Тепловой щит подвергался абляции при температуре 5000 градусов по Фаренгейту, создавая оболочку из ионизированной плазмы вокруг капсулы. Эта плазма блокирует все радиоволны.

Обычное радиомолчание при посадке «Аполлона» длится три минуты. Но «Аполлон-13» входил под пологим углом, чтобы минимизировать перегрузки для изможденного экипажа. Период отсутствия связи затянулся. Прошло три минуты. Затем четыре.

В Центре управления полетами тишина была удушающей. Джин Кранц стоял у своей консоли с сигарой, глядя на экран. Отказал ли тепловой щит? Замерзли ли парашюты?

На отметке 4 минуты 27 секунд сквозь статические помехи прорвался голос. «Окей, Джо». Это был Суайгерт.

На главном экране распустились три прекрасных оранжево-белых парашюта. Капсула приводнилась в Тихом океане менее чем в четырех милях от спасательного корабля USS Iwo Jima. Одиссея была окончена.

Часть VIII: Наследие и кино

Комиссия Кортрайта, расследовавшая аварию, подтвердила цепочку ошибок: упавший бак, несоответствие напряжения, проигнорированный датчик температуры. Расследование привело к радикальным изменениям в конструкции «Аполлонов» с 14-го по 17-й. Был добавлен третий кислородный бак. Вентиляторы были убраны. Проводка была заключена в оболочку из нержавеющей стали.

Но культурное наследие «Аполлона-13», пожалуй, сильнее технического. В течение десятилетий эта миссия оставалась лишь сноской в истории. Только после выхода в 1994 году книги «Утерянная Луна» (Lost Moon) Джима Ловелла и Джеффри Клугера и последующего фильма Рона Ховарда «Аполлон-13» в 1995 году мир по-настоящему понял, что произошло.

Фильм с Томом Хэнксом, Эдом Харрисом и Кевином Бэйконом в главных ролях в основном точен, хотя и допустил творческие вольности.

• Конфликт: фильм показывает споры и крики экипажа. В действительности записи переговоров демонстрируют экипаж, который был почти пугающе спокоен. Они знали, что паника расходует кислород, и не могли позволить себе такой роскоши.
• «Сбой»: в фильме взрыв происходит сразу после перемешивания. На самом деле между щелчком переключателя и хлопком была сбивающая с толку 90-секундная задержка, что добавляло загадочности неисправности.
• Цитата: знаменитая фраза «Хьюстон, у нас проблемы» — это голливудское сокращение реального диалога: «Хьюстон, у нас возникла проблема».

Несмотря на эти правки, фильм закрепил фразу «Провал — это не вариант» (Failure is not an option) в культурном лексиконе (фраза, придуманная сценаристами, хотя она идеально отражала философию Джина Кранца).

Часть IX: От «Аполлона» к «Артемиде»

Сегодня, спустя почти 60 лет, отголоски «Аполлона-13» звучат громче, чем когда-либо, когда NASA готовится к возвращению на Луну с программой «Артемида» (Artemis). Уроки, извлеченные в 1970 году, напрямую влияют на технику 2026 года.

«Артемида-2» и свободный возврат Предстоящая миссия «Артемида-2», в рамках которой четыре астронавта должны облететь Луну, будет следовать по траектории, удивительно похожей на ту, по которой был вынужден лететь «Аполлон-13». В отличие от посадочной миссии, «Артемида-2» имеет профиль полета со «свободным возвратом». Это означает, что после завершения маневра вывода на траекторию полета к Луне корабль естественным образом облетит Луну и вернется к Земле за счет гравитации, даже если маршевый двигатель откажет. Выбор такой траектории — прямой реверанс в сторону протоколов безопасности, подтвержденных Ловеллом, Суайгертом и Хейзом.

«Орион» против «Аполлона» Новый космический корабль «Орион» является духовным преемником командного модуля «Аполлона», но он построен с учетом опыта «Аполлона-13».

• Солнечная энергия: в отличие от «Аполлона», который полагался на капризные топливные элементы на кислороде, «Орион» использует солнечные батареи. Если на «Орионе» взорвется кислородный бак, свет не погаснет.
• Независимое жизнеобеспечение: система жизнеобеспечения «Ориона» гораздо надежнее, в ней используются технологии замкнутого цикла, заимствованные у Международной космической станции, что снижает риск «кризиса CO2», возникшего на «Аквариусе».

Подъем двигателей В странном послесловии к этой истории наследие эпохи «Аполлона» было буквально поднято из бездны. В 2013 году экспедиция, финансируемая Джеффом Безосом, обнаружила и подняла двигатели F-1 ракет «Сатурн-5» с дна Атлантического океана. Среди искореженного металла нашли серийные номера. Реставраторы использовали те же данные анализа напряжений из расследования аварии «Аполлона-13», чтобы понять, как металл деформировался при ударе о воду, что помогло сохранить эти артефакты для музейных экспозиций.

Заключение

«Аполлон-13» не привез лунных камней. Он не водрузил флагов. В бинарной логике целей миссии это был провал. Тем не менее, история судит иначе.

Он остается «успешным провалом», демонстрацией того, что происходит, когда высококвалифицированные люди отказываются сдаваться обстоятельствам. Он лишил освоение космоса гламура и обнажил его суровую, опасную суть. Он показал нам, что мы можем строить ракеты, летающие к звездам, но когда эти ракеты ломаются, мы можем построить путь домой из картона, скотча и абсолютного нежелания умирать.

Когда человечество смотрит в сторону Марса — путешествия, где нет траектории «свободного возврата» и быстрого пути домой, — уроки «Аполлона-13» становятся учебником по выживанию. Миссия доказала, что самым ценным компонентом любого космического корабля является не компьютер или двигатель. Это человеческий разум.