Все прогрессивное человечество отмечало позавчера годовщину первой высадки человека на Луну. 20 июля 1969 года, в 20:18 по всемирному координированному времени, лунный модуль «Орел» космического корабля «Аполлон-11» опустился на поверхность Луны в Море Спокойствия. На борту модуля находились жители Земли Нил Армстронг и Эдвин Олдрин. Это было фантастическое историческое событие. Человечество, используя свой развитый мозг и свои технологии, шагнуло далеко вперед! Оно сумело отправить своих представителей за пределы родной планеты, на другой космический объект!
Но почему для посадки выбрали именно Море Спокойствия, а не какой-нибудь другой район Луны?
Где сажать «Аполлон-11»?
Достаточно простого взгляда на зону посадки, расположенную в точке с координатами 0,67 ° северной широты и 23,47 ° восточной долготы, чтобы понять, что База Спокойствия (так назвали место прилунения) является особенно ровной территорией. Она лишена кратеров, гор и других препятствий подобного рода. А такие характеристики были фундаментальным требованием при выборе места для высадки на Луну в ходе миссии «Аполлон-11». И все равно выбор места не совсем понятен. Ведь вся бОльшая часть видимой с Земли стороны нашего спутника покрыта базальтовыми равнинами, которые мы знаем как моря. Так почему же именно Море Спокойствия, а не какое-то другое место?
«Аполлон-11» был классифицирован НАСА как миссия типа G. Ее основная цель заключалась в том, чтобы доказать, что лунный модуль способен без проблем опуститься на поверхность Луны, и может безопасно вернуть двух астронавтов на окололунную орбиту. Наука не была приоритетной целью в этой миссии. Поскольку ожидалось, что бОльшая часть научных экспериментов будет произведена в ходе выполнения следующих полетов. Поэтому НАСА решило, что место первой посадки на Луну должно находиться в пределах прямоугольной области, расположенной в центре видимой стороны Луны. Две стороны прямоугольника совпали с параллелями, расположенными на 5º северной и южной широты. А две другие совпали с меридианами, расположенными на 45º восточной и западной широты.
Без свободного возврата. Но высоко по широте
Ограничение разброса возможного места посадки «Аполлона-11» было связано, в том числе, и с количеством топлива, доступного лунному модулю (LM) и командному модулю (CSM). Да, теоретически можно было достичь бОльшей части поверхности Луны. Однако геометрия лунных миссий, запускаемых из Флориды, благоприятствовала построению орбиты, которая будет пролегать как можно ближе к лунному экватору. И чем дальше от экватора проходила орбита космического корабля, тем меньше полезной нагрузки мог вывести Сатурн-5. Понятно, что при первой лунной посадке никто особо не хотел рисковать. Поэтому широта была ограничена 5 градусами северной или южной широты. Поскольку наклон орбиты Луна относительно плоскости эклиптики составляет как раз около 5º.
Кроме того, в случае неудачи такая зона посадки космического корабля «Аполлон-11» позволяла ему оказаться на траектории свободного возврата. На этой траектории можно использовать гравитацию Луны для возвращения на Землю. Не потратив при этом ни одной капли топлива.
Последующие миссии, выполненные в рамках программы Аполлон, будут иметь больший запас неиспользованной полезной нагрузки. И это позволит им получить доступ к более высоким лунным широтам. Хотя и за счет отказа от возможности свободного возврата.
Что касается ограничения по длине, то оно было связано с необходимостью организации бесперебойной связи. Земля для астронавтов должна была находиться высоко в небе. Это должно было гарантировать, что радиосигналу не будут мешать какие-либо препятствия.
Три эллипса
Что, и это все? Нет, это лишь верхушка айсберга. Потому что требовалось выполнить еще множество других требований. Например, местность должна быть исключительно ровной. С уклоном менее 2 градусов. И не только это. Область к востоку от места посадки также должна была быть плоской, чтобы не вводить в заблуждение посадочный радар лунного модуля. Именно по этой причине высказывалось множество возражений против отправки «Аполлона-15» к подножию горы Хэдли.
Еще нужно было учесть размер области возможной посадки. Технологические ошибки того времени могли привести к отклонению корабля. На расстояние до 2,4 км в северном или южном направлении, и до 4 км по оси восток-запад. Область, ограниченная этими рамками, получила наименование «посадочный эллипс». Для каждой зоны-кандидата были нарисованы три эллипса с вероятностью 50%, 90% и 100% того, что лунный модуль приземлился внутри нее. Очевидно, что внутренняя часть всех трех эллипсов должна была отвечать всем указанным выше требованиям.
Нужна карта
Приняв во внимание все эти ограничения, НАСА начало в середине 1960-х годов процесс выбора места для первых миссий программы Аполлон. Однако карты, созданные с помощью наземных телескопов, не имели достаточного разрешения. Чтобы решить эту проблему, НАСА запустило пять зондов Lunar Orbiter. Их задачей было нанесение на карту мест предполагаемых посадок лунных модулей. Лунные орбитальные аппараты не отправляли изображения непосредственно на Землю. Они использовали фотопленку, которая затем сканировалась. Эта система аналогична той, которая применялась в советских лунных зондах. Однако у такого способа были недостатки. Один из них – это ограниченный запас пленки. По этой причине лунные орбитальные аппараты не могли нанести на карту всю лунную поверхность. И их работа ограничилась наиболее перспективными областями.
Используя изображения, полученные от Lunar Orbiter, в декабре 1967 года комитет по отбору мест посадки лунных модулей выбрал пять перспективных точек. В дополнение ко всем критериям, упомянутым выше, эти пять позиций должны были быть разделены по длине целыми числами, кратными 12 °. Почему? Да потому что это угол, на который Солнце смещается по лунному небу за одни сутки. А время посадки должно было быть таким, чтобы угол между Солнцем и горизонтом был достаточно низким, от 5 ° до 14 °. Чтобы кратеры и другие детали местности отбрасывали спасительные прохладные тени. А еще НАСА выбирало альтернативные места посадки для каждой миссии с учетом того, чтобы не нужно было ждать месяц, если полет вдруг отложат на несколько дней.
Точка № 2
Изучив все нюансы НАСА определило, что лучшим местом для посадки лунного модуля миссии «Аполлон-11» является точка под номером 2 (см. рисунок выше).
Как мы видим, у «Аполлона-11» было не так уж и много альтернатив при поиске максимально безопасной площадки для посадки. Но в том случае, если запуск миссии был бы отложен на несколько дней, можно было бы рассмотреть возможность высадки в другом месте. Однако учитывая, что NASA не хотело рисковать, наиболее вероятно, что запуск перенесли бы на месяц или больше. Просто для того, чтобы иметь возможность приземлиться в точке №2.