Занимательное волноведение. Волнения и колебания вокруг нас

Высадка на Луну была отменена; специалисты из Космического центра им. Линдона Джонсона делали все, чтобы экипаж вернулся живым. Трем космонавтам предстояло избавиться от поврежденного «Одиссея», командного модуля, в котором экипаж обычно находится во время взлета и посадки, а также при орбитальном полете. И перейти в «Водолей», лунный модуль, предназначенный для посадки на Луну и взлета с нее. Поскольку ни о какой Луне и речи не было, «Водолей» предполагалось использовать в качестве своего рода спасательной шлюпки, бороздящей космические просторы. Однако в лунном отсеке запас кислорода был ограничен, всего на сорок пять часов, а этого никак не хватило бы для того, чтобы дождаться запланированного приземления. И вот в Центре управления полетами пошли на риск — принялись вычислять новую траекторию, чтобы ускорить возвращение космонавтов. Большую часть топлива лунного модуля решено было использовать для корректировки курса — при этом время пребывания экипажа в космосе сокращалось на девять часов. При условии правильности расчетов космический корабль вырвется из поля притяжения Луны и, подобно камню, пущенному из рогатки, полетит к Земле. Ну, а если нет… Однако запасного плана попросту не существовало.

Как только корабль удалось вывести на новый курс, пришлось отключить навигационную систему, аппаратуру наведения, сократить обогрев корабля — чтобы сберечь убывающую энергию. У космонавтов осталась только связь с Землей, да еще работала система вентилирования воздуха. Без должного обогрева температура в модуле постепенно упала до +4° С.

Очередное серьезное затруднение возникло из-за патронов поглотителя углекислого газа СO₂, выдыхаемого космонавтами. Те патроны, что находились в лунном модуле, были рассчитаны на несколько часов работы — их с лихвой хватило бы при высадке на Луну, однако для обратного полета к Земле не хватало. Уровень углекислого газа близился к критической отметке. В Центре управления полетами нашлись светлые головы — было решено использовать патроны из командного модуля. При этом космонавты воспользовались подручными материалами: липкой лентой, пластиковыми трубками, картоном. Но судьба продолжала испытывать их на прочность: из Центра управления полетами экипажу сообщили, что угол приближения к Земле слишком мал. Они «промахнутся» и выйдут на слишком большую орбиту, где им уже не выжить. Поступила команда включить двигатель лунного модуля для коррекции траектории вручную, ориентируясь по видимой в иллюминатор Земле.

Но и после коррекции траектории напряжение не ослабевало. Космонавты должны были перейти из лунного модуля в командный — приготовить свою «спасательную шлюпку» к приземлению. Однако никто не знал, уцелел ли после взрыва теплозащитный экран, который должен был защищать входящий в атмосферу Земли модуль. Вот тут-то на сцену и выступает ударная волна.

Экипаж прекрасно понимал: командный модуль будет нестись к Земле на огромной — 40 000 км/ч — скорости в сопровождении мощной головной ударной волны. Давление повысится настолько, что воздух разогреется до +2 700° С. Понимали космонавты и то, что при такой температуре воздух из газообразного состояния перейдет в плазменное. То есть до такой степени раскалится, что от электронных оболочек значительной части атомов или молекул отделится, по крайней мере, один электрон.

Огненная головная ударная волна, мчащаяся впереди командного модуля, наглядно демонстрировала то, какими неистовыми ударные волны бывают, меняя среду, в которой распространяются, до неузнаваемости.

И космонавты, и специалисты из Центра управления полетами отдавали себе отчет в том, что свободные электроны в плазме станут отличными проводниками электрического тока и преградят путь электромагнитным волнам, посредством которых поддерживалась связь с модулем во время прохождения им слоев атмосферы уже на обратном пути. Проще говоря, это значило, что радиосвязь с модулем прервется минуты на три.

Не было никакой информации о том, в каком состоянии находится теплозащитный экран, от которого зависела жизнь космонавтов. Поврежден он или уцелел? Выдержит ли напор крайне высоких температур ударной волны?

Пассажиру рейса Фиджи — Новая Зеландия удалось сфотографировать «Аполлон-13» во время расстыковки рабочего отсека и лунного модуля, которые при входе в верхние слои атмосферы загорелись. Могла ли та же участь постичь и поврежденный командный модуль с тремя космонавтами на борту?