Комментарий от редакции

О Входе Спускаемых Аппаратов в Атмосферу

Мы называем (следуя современной терминологии НАСА в этой статье) аполлоновский спуск "прямым", потому что происходит однократный вход в атмосферу. Тот профиль входа у Аполлонов, который в одной из научных работ НАСА определен как "двойной нырок", представляет собой незначительный изгиб траектории без выхода из атмосферы (Кауа, 2008). С помощью двигателей ориентации угол крена, а, следовательно, и подъемная сила при полете СА Аполлонов в атмосфере, могли регулироваться, что, в принципе, позволяло экипажу проводить управляемый спуск по траектории с небольшим изгибом.

Рис. 1.  Здесь синим показан прямой вход Аполлона; красным - скользящий вход с отскоком, как у Зондов, который рекомендуется, согласно этой статье, в современных сценариях возвращения с Луны. [Кауа, 2008]

Как разъясняется в статье Ф. Кутса, теперь подход НАСА принципиально изменился. В современном представлении специалистов НАСА, при возвращении с Луны лишь изгиба траектории в пределах атмосферы оказывается недостаточно, т. к. при второй космической скорости входа в атмосферу существенно возрастают требования к тепловой защите пилотируемого СА и, вместе с тем, максимально допустимые перегрузки накладывают свои ограничения.

Рис. 2. Типичные перегрузки при торможении - по высоте над Землей;  синим - это то, что можно было ожидать для СА Аполлона;  красным - рекомендуемый теперь скользящий спуск с отскоком [Кауа, 2008]

В СССР была разработана методика т. н. "скользящего" спуска, при котором при первичном входе в атмосферу происходит частичное гашение скорости, и затем происходит отскок (рикошетирование) СА за пределы атмосферы, за время которого СА также успевает достаточно остыть, чтобы потом вновь погрузиться в плотные слои.

Рис. 3. Скользящий вход с отскоком. Уровень 1-2-3 есть интерфейс входа на высоте примерно 120 км. Длина участка от точки входа 1 до точки повторного входа 3 достигает 10 000 км вдоль поверхности Земли.  (Попов Е.И. Спускаемые аппараты. / М.: "Знание", 1985.)

Рис. 4. То же, что и Рис.3, но из диссертации [Кауа, 2008].

Вместе с тем, нет документальных материалов, которые бы демонстрировали понимание такого решения в конце 60-х годов американскими специалистами. Они всегда говорили об узком "коридоре" входа и об опасности рикошета от атмосферы. Предположительно, математики НАСА в те далекие годы в поспешности просто сходу отмели вариант отскока, потому что он представлял, по сути, то страшное, чего надо бояться в первую очередь: неконтролируемое возвращение на Землю аппарата после отскока; они, по-видимому, не рискнули положиться на вариант контролируемого второго входа - более тонкое решение, за осмысление которого честь и слава советским математикам.

Скользящий вход был успешно опробован на практике советскими специалистами при возвращении после облета Луны космических аппаратов "Зонд-6" и "Зонд-7" в 1968-69 гг., то есть в то же время, когда состоялись, как было заявлено, полеты первых Аполлонов к Луне. При первом погружении в атмосфере скорость СА была снижена до 7,6 км/с, а потом - по методике посадки корабля "Союз". В ходе полетов "Зондов" была продемонстрирована возможность успешного возвращения на Землю живых существ - черепашек - после полета к Луне.

Использованная литература:

1. Космические аппараты. Под редакцией проф. К. П. Феоктистова / М.: Военное Издательство, 1983. 
   http://12apr.su/books/item/f00/s00/z0000023/st015.shtml
2. Б. Коновалов. От Луны на Землю. Беседа с академиком Г.И. Петровым / «Известия», 19 ноября 1968 г. 
   http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/osvoen-kosm-pr-sssr/1968-1970/05.html