Люди на Луне - [98]

«Зонд-5» после возвращения от Луны на второй космической скорости и по баллистической траектории. Снимок в момент поднятия аппарата (слева) и в музее (справа). РКК «Энергия»

В том, что «Союз» не обгорает полностью, можно убедиться, если взглянуть на современные снимки спускаемого отсека корабля после посадки. Сегодня есть возможность увидеть и отсек «Зонда-5», который вернулся в 1968 году в Индийский океан с животными, облетев Луну, он хранится в музее Ракетно-космической корпорации «Энергия» (РКК «Энергия») в городе Королеве Московской области. На экскурсию туда можно попасть по предварительной записи. «Зонд-5» пережил значительно более высокий нагрев, чем околоземные «Союзы» или лунные Apollo, из-за баллистического спуска, в котором не использовались аэродинамические возможности спускаемого аппарата. «Зонд-5» пережил почти 20-кратную перегрузку, тогда как у Apollo перегрузки не превышали семи единиц. Перегрузки других «Зондов», которые возвращались по управляемой траектории, а не баллистической, также не превышали семикратного значения.

Похожий на полет «Зонда-5» эксперимент в 2014 году провели и китайские ученые. В ходе испытаний технологии добычи образцов лунного грунта Китай провел запуск к Луне и возвращение аппарата Chang'e 5-T1. В его конструкцию входил спускаемый аппарат, который был в несколько раз меньше пилотируемого, но по форме был очень близок к спускаемому отсеку корабля «Союз» или китайского пилотируемого корабля Shénzhōu («Шеньчжоу»). На снимках после посадки хорошо видно, что модуль обгорел лишь в некоторых местах, не утратив первоначальной белизны на многих участках.

Спускаемый аппарат Chang'e 5-T1 после возвращения от Луны, съемка с разных ракурсов. CNSA/CLEP

Спускаемые аппараты Apollo, вернувшиеся из полета к Луне, также доступны для просмотра в Музее науки в Лондоне (Apollo 10), в Смитсоновском музее в Вашингтоне (Apollo 11) и в других. Осмотрев их, можно самостоятельно убедиться, что они возвращались далеко не в идеальной сохранности. На фотографиях, сделанных в моменты посадки американских кораблей, также видно, что спускаемые аппараты заметно пострадали после прохождения через атмосферу. Можно также обратить внимание на то, что борта спускаемых аппаратов повреждены неравномерно: где-то блестящая экранно-вакуумная теплоизоляция сорвана и борт обгорел, а где-то цела приклеенная «фольга». Схожее состояние можно наблюдать и у российских «Союзов», вернувшихся из космоса.

Командный модуль Apollo 11 после приводнения с разных ракурсов и в музее. NASA, National Air and Space Museum

В 1998 году Европейское космическое агентство провело испытательный запуск спускаемого аппарата ARD. Его форма точно повторяла спускаемый аппарат Apollo, только диаметр был меньше на 30 %. Аппарат поднялся на высоту 830 км и погрузился в атмосферу на скорости примерно 7,5 км/с. Температурные датчики показали нагрев теплового щита до 930 °С, но потом вышли из строя, а по расчетам ESA, предполагается максимальный нагрев до 2000 °С. Боковые поверхности не закрывались «фольгой», но по состоянию теплозащиты до и после можно увидеть, что нагрев был локальный, с максимумом ближе к щиту. Основная же площадь бортов практически не обуглилась.

В 2008 году свои испытания на небольшом аппарате диаметром 84 см провело Японское космическое агентство. Спускаемая капсула HSRC была сброшена грузовым кораблем HTV-7 после доставки грузов на Международную космическую станцию. Капсула HRSC имела геометрию корпуса, схожую со спускаемым аппаратом Apollo, только наклон боковых стенок был меньше. Малый аппарат входил в атмосферу на первой космической скорости – около 8 км/с. Траектория спуска была баллистическая, т. е. более жесткая, чем у Apollo, но приводнение прошло успешно, на боковых стенках сохранялась и «фольга» экранно-вакуумной теплоизоляции.

Разница воздействия атмосферы на разные части корпуса спускаемого аппарата космического корабля «Союз». Слева на корпусе – обугленный фторлон, по центру – обгоревший или закопченный стеклопластик. Справа в нижней части корпуса и сверху – поверхности, практически не пострадавшие после спуска. NASA

В 2014 году NASA провело испытания спускаемого аппарата нового корабля Orion (см. главу «Техника и технологии»). Форма спускаемого аппарата полностью совпадает с Apollo, но имеет больший диаметр – 5,3 м. Тепловой щит Orion также во многом повторяет конструкцию щита Apollo, только немного изменился состав материалов. Боковая защита Orion уже сильно отличается от своего предшественника: корпус покрыт плитками, похожими на черные плитки теплозащиты Space Shuttle, это дает возможность многоразового использования аппарата. Хотя экранно-вакуумной теплоизоляции на корпусе Orion не было, зато можно оценить, как изменилось состояние нанесенного краской флага.

Взаимодействие гиперзвукового потока воздуха и корпуса космического корабля на скоростях в несколько километров в секунду сегодня моделируется специальными инженерными программами. Такие расчеты неоднократно проводились как для «Союза» и Shénzhōu, так и для Apollo, Orion, ARD и HSRC.