«Аполлон-8»

Случайные и поправимые ошибки вроде той, что совершил Ловелл, ничто по сравнению с опасностями неминуемыми, которые поджидали корабль при входе в атмосферу. Первый критический шаг выполнялся менее чем за час до первого контакта с атмосферой, когда корабль должен был отбросить служебную половину командно-служебного модуля – ту часть, где находился двигатель и системы жизнеобеспечения длительного полета. От корабля, начинавшего свое космическое путешествие на верхушке 110-метровой ракеты, под конец оставался лишь трехметровый конус с теплозащитным экраном на днище, с запасом энергии и кислорода лишь на несколько часов.

Этой капсуле предстояло столкнуться с атмосферой на скорости примерно 40 000 км/ч; выдержать такой удар – всего лишь часть испытания. Кораблю помимо этого нужно было попасть «в ушко иголки» – войти на высоте 120 км в коридор входа под углом не менее 5,3° и не более 7,4° к горизонту. Это соответствовало участку неба всего в 25 км шириной: при подлете с расстояния в 375 000 км такая мишень выглядела совсем маленькой. Если вообразить себе Землю величиной с баскетбольный мяч, а Луну – с бейсбольный, то планеты были бы расположены на расстоянии 7 м друг от друга, а входной коридор не толще листа бумаги.

Расплата за непопадание в нужную точку настала бы немедленно. При входе по слишком крутой траектории экипаж убивали перегрузки – если сам корабль до этого не разорвало бы аэродинамическими силами. При слишком пологой траектории «Аполлон-8» отскакивал рикошетом от верхнего слоя атмосферы и улетал в космос навсегда. И даже успешный вход требовал оседлать огонь и пройти до приводнения в режиме, который никогда прежде не испытывали другие экипажи. В этот раз температура на теплозащитном экране должна была превысить 2700° С – то есть вдвое больше точки плавления стали, а это куда опаснее, чем 1650° С при обычном входе с околоземной орбиты. Из-за крайнего жара корабль окружало облако ионизированного газа, не пропускающего радиосигналы, то есть и этот чреватый гибелью маневр должен был проводиться при отсутствии связи.

И этим не исчерпывались поводы для беспокойства. Даже если корабль точно попал в баллистическую «мишень», торможение в атмосфере не удалось бы пережить без сложного маневрирования при спуске. Разреженные верхние слои атмосферы начинали оказывать заметное сопротивление лишь при снижении примерно до 90 км. Дальше перегрузка, действующая на корабль и экипаж, быстро возрастала, доходя до 6,8–7,0 единиц: тяжело, но еще приемлемо. Однако после этого, если бы корабль продолжил движение по той же траектории, перегрузка возросла бы многократно и стала смертельной.

Поэтому командный модуль необходимо было направить вверх и ненадолго приподнять над атмосферой, дать немного охладиться теплозащитному экрану и снизиться перегрузкам, а затем вновь войти в атмосферу под более пологим углом. С точки зрения физики так называемое рикошетирование, или двойное погружение в атмосферу, чем-то походило на американские горки: первый спуск всегда самый крутой, а последующие холмы и впадины с каждым разом все ниже и мельче, поскольку гравитационная энергия, накапливаемая во время медленного подъема на верхушку самого первого пика, далее постепенно рассеивается.

На чертежных досках и в блокнотах, где поначалу разрабатывалось двойное погружение в атмосферу, все выглядело ясно и обоснованно, за исключением одного: у космического корабля «Аполлон» не было крыльев. Без крыльев нельзя получить подъемную силу, а без этого невозможен подъем[56]. Однако и на это нашелся ответ: командный модуль нужно было сделать с преднамеренно смещенным центром тяжести.

Вместо того чтобы оставить эту невидимую, но важную точку на оси симметрии конуса командного модуля, конструкторы поместили ее ниже осевой линии. Это создало так называемый угол естественной балансировки: корабль вместе с теплозащитным экраном вставал в потоке под углом к направлению полета с небольшим наклоном вниз с точки зрения астронавтов. Так корабль был ориентирован на начальном этапе торможения в атмосфере.

Когда наступало время подъема[57], корабль под управлением компьютера поворачивался по крену на 180°, чтобы теплозащитный экран по-прежнему был направлен вперед, но астронавты в креслах оказывались вверх ногами. При этом центр тяжести был выше средней линии, балансировочный угол менялся на противоположный, и капсула под действием подъемной силы начинала движение вверх. Перед вторым и окончательным спуском корабль поворачивался вокруг оси еще раз – в исходное положение.