«Аполло́н-13» () — пилотируемый космический корабль из серии «Аполлон». Единственный из летавших к Луне пилотируемых кораблей, на котором в полёте произошла серьёзная авария.
Экипажи
Основной Джеймс Ловелл — командир (4-й космический полёт) Джон Суайгерт — пилот командного модуля (1‑й космический полёт) Фред Хейз — пилот лунного модуля (1‑й космический полёт)
Ловелл был опытным астронавтом, на тот момент имел за плечами программу «Джемини» и миссию «Аполлон-8», где был пилотом командного модуля, был первым, кто летел к Луне повторно, а также первым человеком, выполняющим четвёртый космический полёт.
Суайгерт и Хейз были новичками. Первоначально в экипаж входил Томас Маттингли, но он не имел иммунитета к краснухе, а за 8 дней до полёта имел контакт с заболевшим ею коллегой-астронавтом Чарльзом Дьюком, что вызвало обоснованные опасения у врачей. В экипаже его заменил Суайгерт. Впоследствии Маттингли и Дьюк вместе полетели на Луну на «Аполлоне-16» под командованием Джона Янга.
Экипаж Ловелла сначала готовился для миссии «Аполлон-14», а на «Аполлоне-13» планировалось отправить экипаж под командованием Алана Шепарда. Шепард страдал от расстройства вестибулярного аппарата, и, желая вернуться к полётам, согласился на хирургическое вмешательство, которое устранило проблему; однако его здоровье не успевало полностью восстановиться к назначенной дате полёта. В результате Ловеллу было сделано предложение поменяться с Шепардом кораблями, на которое он согласился.
Когда возникли проблемы у Маттингли, Ловелл вновь был поставлен перед выбором: либо согласиться на замену Маттингли, либо полностью передать полёт своим дублёрам. Ловелл выбрал первое.
Дублирующий экипаж Командир — Джон Янг Пилот командного модуля — Томас Маттингли Пилот лунного модуля — Чарльз Дьюк
Экипаж поддержки Джек Лаусма Вэнс Бранд Уильям Поуг/Джозеф Кервин
Руководство полётом Операторы, дежурившие у мониторов телеметрии, были распределены в четыре команды, каждая из которых подчинялась своему руководителю полёта () и носила форму своего цвета. Команды сменялись в следующем порядке: «Белая команда» под руководством Джина Кранца (); он же, для сохранения принципа единоначалия, был ведущим руководителем полёта (); «Чёрная команда» под руководством Глинна Ланни (); «Золотая команда» под руководством Герри Гриффина (); «Бордовая команда» под руководством Милта Виндлера ().
Время дежурства каждой команды составляло от 6 до 9 часов. Расписание составлялось задолго до полёта, а пересменка приурочивалась к «спокойным» его этапам и никогда не производилась во время манёвров.
Хронология полёта
Старт
Запуск корабля успешно состоялся 11 апреля 1970 года в 13:13 по центральноамериканскому времени (UTC−6:00) с площадки A стартового комплекса LC-39 космического центра Кеннеди. За стартом с космодрома и прилегающих окрестностей наблюдали более .
Старт сопровождался отказом, который удалось парировать, не прерывая полёта. Пятый, центральный двигатель второй ступени самопроизвольно отключился в 000:05:30.64 полётного времени, на раньше запланированного; остальные четыре двигателя продолжали работать. В этот момент высота орбиты была всё ещё ниже требуемой на , а скорость — на . Однако к этому моменту двигатели уже достаточно разогнали ракету, что позволило не прерывать полёт, а скомпенсировать это отключение продлением работы четырёх боковых двигателей на . После окончания работы остальных четырёх двигателей в 000:09:52.64 полётного времени и произошедшего в 000:09:53.50 разделения ступеней, в 000:09:56.90 был запущен двигатель третьей ступени; он проработал на дольше расчётного времени, отключившись в 000:12:29.83. В результате итоговая скорость корабля оказалась ниже расчётной всего на в секунду, а высота орбиты — выше расчётной на .
Первые двое суток полёта «Аполлона-13» прошли без особых происшествий.
Отлёт к Луне После выхода на орбиту ожидания экипаж «Аполлона-13» снял полётные скафандры и приступил к включению и проверке всех систем корабля. Проверка не выявила каких-либо неполадок. В 02:35:46 полётного времени третья ступень ракеты была включена во второй раз, разогнав корабль до скорости , отправив его к Луне.
В 03:06:39 основной блок корабля, состоящий из соединённых командного («Одиссей») и служебного модулей, отделился от третьей ступени, и Джон Суайгерт приступил к манёврам по извлечению из неё лунного модуля («Водолей»). Для этого Суайгерт совершил разворот по рысканию на 180°, приблизился к стыковочному узлу «Водолея» и произвёл «мягкую стыковку» — ввёл в конус стыковочного узла лунного модуля штырь стыковочного узла командного модуля. Затем была выполнена «жёсткая стыковка»: электропривод втянул стыковочный штырь, стыковочные кольца кораблей соприкоснулись и защёлкнулись на , что обеспечило надёжный контакт.
В 03:19:09 были подорваны пироболты, удерживающие лунный модуль в обечайке третьей ступени. Суайгерт дал «задний ход» и вывел пристыкованный лунный модуль. Далее были произведены проверка герметичности переходного тоннеля, открытие люков и прокладка электрических кабелей, позволяющих запитать лунный модуль от мощных электрических водородно-кислородных топливных элементов служебного модуля.
Первая коррекция траектории В 03:40:50 при помощи двигателя служебного модуля была произведена первая коррекция, которая перевела «Аполлон-13» на так называемую «гибридную» траекторию. Посадка «Водолея» планировалась вблизи кратера Фра Мауро — в очень интересном с геологической точки зрения районе. Гибридная траектория позволяла легко сформировать орбиту вокруг Луны, которая проходила бы как раз над заданной точкой, а также обеспечивала достижение Луны в подходящий момент времени в смысле освещения: Солнце находилось бы на лунном небе под углом, близким к 45°. Однако недостатком этой траектории являлось то, что для возврата «Аполлона-13» к Земле требовалась дополнительная коррекция.
Третья ступень «Сатурна» по команде с Земли тоже совершила манёвр. Она была нацелена на поверхность Луны — в точку, находящуюся примерно в от места посадки предыдущей лунной миссии — «Аполлона-12». Экипаж «Аполлона-12» в ходе своего пребывания на Луне установил на её поверхности сейсмографы, которые уже пять месяцев фиксировали колебания лунной поверхности и передавали данные на Землю. Эти датчики должны были зафиксировать удар ступени о поверхность Луны.
Авария
Первые проблемы с оборудованием служебного модуля начались на третьи сутки полёта. После сна экипажу были даны указания выполнить процедуру дестратификации (перемешивания содержимого) кислородных и водородных баков.. Эта операция требовалась ввиду того, что в невесомости жидкие кислород и водород имели тенденцию расслаиваться, что приводило к выдаче датчиками уровня неверных показаний. В каждом баке находилось по две приводимых в движение электромоторами крыльчатки. Они перемешивали содержимое баков, благодаря чему газовая фаза отделялась от жидкой, и показания датчиков уровня приходили в норму.
В 046:40:05 полётного времени, после включения моторов, датчик уровня в кислородном баке стал сообщать аномально высокое значение, что было зафиксировано как на приборной панели «Одиссея», так и на мониторах в Центре управления полётом в Хьюстоне. Аналоговые датчики давления и температуры в баке продолжали выдавать нормальные показания, поэтому отказ был признан некритичным.
Вечером (в 20:24 по времени Хьюстона) 13 апреля 1970 года, когда корабль пролетел , экипаж вёл репортаж для телезрителей, знакомя их с кораблём и своим бытом. Операторы в Хьюстоне уже некоторое время наблюдали колебания показаний датчиков уровня сжиженных кислорода и водорода в баках служебного модуля, и приняли решение по окончании репортажа произвести их перемешивание.
После окончания репортажа Джон Суайгерт, получив указание из центра управления полётом, в 055:54:53 полётного времени приступил к перемешиванию жидкостей во всех четырёх баках. Через астронавты услышали громкий звук удара, сопровождавшийся встряской корабля.
Сперва Ловелл решил, что это очередная шутка Хейза — при открытии клапана уравнивания давления воздуха между командным и лунным модулями раздавался громкий хлопок, и Хейз неоднократно проделывал эту операцию ранее, пугая экипаж. На этот раз Хейз был удивлён и озадачен не меньше остальных астронавтов.
Сработала аварийная сигнализация. Индикаторы на пульте управления показывали потерю напряжения на шине питания B — одной из двух, питающих бортовое оборудование командного и служебного модулей. Операторы в центре управления полётом отметили падение до нуля давления в кислородном баке № 2 () и в двух из трёх имеющихся топливных элементов ().
Джеймс Ловелл доложил в Хьюстон о случившемся. Не наблюдая очевидных повреждений в командном модуле, экипаж предположил, что в лунный модуль попал метеороид, и, опасаясь за герметичность корабля, приступил к аварийному задраиванию переходного тоннеля, открытого в ходе телепередачи. Однако закрыть люк никак не удавалось, и вскоре астронавты, не ощущая утечки воздуха, прекратили эти попытки и вернулись к анализу текущей ситуации.
В центре управления полётом заметили, что одновременно со встряской корабля радиосвязь автоматически переключилась с направленной антенны на всенаправленные. Началось падение напряжения и на шине питания A, а топливные элементы № 1 и № 3 полностью прекратили выработку электроэнергии. Это означало однозначный отказ от высадки на Луну, поскольку, согласно установленным NASA жёстким требованиям безопасности, она допускалась только при условии исправности всех трёх топливных элементов.
Колебания корабля продолжались, и автоматике не удавалось их парировать; не смог этого сделать и сам Ловелл, перейдя на ручное управление. Это грозило рядом неприятных последствий: прежде всего, обычно на протяжении полёта корабль вращался вокруг своей оси со скоростью около одного оборота в минуту, что обеспечивало его равномерный обогрев Солнцем. Нарушение равномерности этого вращения привело бы к перегреву корпуса корабля с освещённой и переохлаждению с теневой стороны, что могло бы повредить оборудование модулей. Кроме того, неконтролируемые колебания корабля могли привести к складыванию рамок гироскопов, что означало бы полную утрату информации о его пространственной ориентации.
Выглянув в боковой иллюминатор, Ловелл увидел облако истекающего из служебного модуля газа, который и создавал реактивную силу, изменяющую ориентацию корабля. Индикаторы давления в кислородном баке № 1 показывали его медленное и неуклонное понижение; по оценке астронавтов, бак должен был опустеть через пару часов.
Выработка электричества последним исправным топливным элементом № 2 неуклонно уменьшалась; напряжение на шине питания A продолжало падать. Чтобы избежать полного обесточивания «Одиссея», центр управления полётом отдал приказ запитать обе шины от аккумуляторов командного модуля (которые обычно использовались в ходе возвращения на Землю), после чего приступить к отключению второстепенных систем согласно аварийному «розовому списку» с целью снизить потребляемый модулем ток (обычно составлявший ) на . Однако даже при такой пониженной нагрузке заряда аккумуляторов хватило бы от силы на пару часов.