На КК «Аполлон» использовался один основной тип пиропатрона. Это позволяло быстро накопить статистические данные. Каждый из двух пиропатронов имел два независимых электрических воспламенителя. Чтобы практически исключить отказы пиросредств, каждый из них запитывался от независимой аккумуляторной батареи. Вся электрическая сеть пиротехники в отличие от остальных электрических цепей выполнялась двухпроводной. Провода каждой пары скручивались и экранировались, что существенно уменьшало электромагнитные наводки.
Для успешного полета на Луну и возвращения на Землю одними из самых критичных агрегатов являлись все три двигательные установки основного блока и лунного модуля (рис. 11).
Существует большое количество схем для ракетных двигательных установок. Наиболее эффективными являются обычно двигатели с турбонасосной подачей топлива. Однако, как показывает статистика, именно турбонасосные агрегаты больше всего подвержены отказам. Вытеснительная система подачи топлива путем заполнения баков газом под высоким давлением менее эффективна, поскольку приходится увеличивать прочность баков, имеющих большие размеры, а давление в камере сгорания при этом обычно уменьшается. Тем не менее, чтобы увеличить надежность полета, применялась вытеснительная система подачи топлива во всех трех двигательных установках. Дополнительно все критичные элементы (клапаны, регуляторы, фильтры и т. д.) были зарезервированы (последовательно и параллельно).
Луна, как известно, лишена атмосферы, поэтому мягкая посадка на ее поверхность зависит целиком от ракетного двигателя. Задача посадки на Луну и последующего взлета с ее поверхности облегчается лишь меньшим притяжением Луны. Первая космическая скорость для Луны равна 1,7 км/с, поэтому тяга обоих двигателей лунного модуля и запасы топлива были сравнительно невелики. Однако спуск с использованием реактивной тяги выдвинул дополнительную проблему — необходимость ее «глубокого» регулирования. Двигатель посадочной ступени лунного модуля мог изменять свою тягу от 4,6 до 28,0 кН и, кроме того, имел возможность увеличивать тягу до 46,5 кН. Это достигалось в первую очередь за счет применения форсунок изменяемого сечения. Запас топлива (аэрозин-50 + четырехокись азота) в баках составлял 8,2 т.
Подобно маршевому двигателю служебного модуля, двигатель посадочной ступени лунного модуля для управления по тангажу и курсу устанавливался в карданном подвесе и отклонялся при помощи рулевых приводов. Двигатель взлетной ступени лунного модуля, создаваемый более простым для обеспечения максимальной надежности, устанавливался неподвижно. Он имел тягу 15,6 кН и запас топлива в баках 2,36 т.
Такой же подход, с многократным резервированием, использовался и при проектировании трех систем двигателей реактивной системы управления (на командном модуле, служебном модуле и взлетной ступени лунного модуля). Причем на взлетной ступени лунного модуля было расположено 16 двигателей тягой по 450 Н, объединенных в 4 группы, а также баки с суммарным запасом топлива (аэрозин-50 + четырехокись азота) 266 кг.
Специфика полета на Луну вызвала повышенные требования к точности измерений и к характеристикам ряда систем. Например, очень точно приходилось решать навигационные задачи, особенно для определения корректирующих маневров на участках полета Земля — Луна и Луна — Земля. На первом участке это требовалось для обеспечения выхода на окололунную орбиту, а на втором — для попадания в узкий коридор входа в земную атмосферу. Ширина этого коридора, ограниченного с одной стороны «стеной» ее слишком плотных слоев, а с другой — «бездонной пропастью» космоса, не превышала 42 км.
Положение КК «Аполлон» определялось как наземными, так и бортовыми средствами. Данные, полученные американскими космонавтами при помощи секстанта, вводились в бортовую цифровую вычислительную машину. Причем обычно выполнялось несколько попыток со статистической оценкой результатов, производимой самой этой машиной. На окололунной орбите только комбинированное использование результатов бортовых и наземных измерений позволяло получать необходимые параметры с требуемой точностью.
При больших удалениях от Земли усложнялось выполнение всех функций радиотехнического комплекса. Для связи с КК была разработана и использовалась унифицированная радиосистема, работавшая в дециметровом диапазоне длин волн. С помощью этой радиосистемы обеспечивалось поддержание двухсторонней голосовой связи с космонавтами, передача с борта телевизионных изображений и телеметрической информации, траекторные измерения, передача на борт радиокоманд и уставок.
Прием и передача на основной блок КК «Апполон» осуществлялись через четыре всенаправленные и одну остронаправленную антенны. Остронаправленная антенна, установленная в хвостовой части служебного модуля, раскрывалась после старта к Луне на расстоянии 4500 км от Земли. Эта антенна, имевшая регулируемую диаграмму направленности, автоматически наводилась на Землю при помощи следящих приводов.
Приемопередатчик этой унифицированной системы устанавливался также и на лунном модуле. Связь поддерживалась через две всенаправленные и одну поворотную остронаправленную антенны. Для повышения качества телевизионного изображения космонавты после выхода на поверхность Луны разворачивали трехметровую антенну с параболическим отражателем.
На командном и лунном модулях имелись также приемопередатчики для поддержания прямой голосовой связи, работавшие в коротковолновом и ультракоротковолновом диапазонах. Эта аппаратура, установленная на командном модуле, использовалась, кроме того, для обнаружения космонавтов и связи с ними после приводнения. Причем на случай приводнения на большом удалении от расчетной точки посадки предусматривалась связь через аппаратуру КВ-диапазона.
Активные операции по сближению для стыковки на селеноцентрической орбите при нормальном протекании полета выполнялись взлетной ступенью лунного модуля. Взаимное положение и относительная скорость (угловая и по дальности) определялись при помощи радиолокатора, работавшего в диапазоне от 15 м до 740 км. На основном блоке КК был установлен приемоответчик, однако на небольших расстояниях радиолокатор мог работать и без него. При сближении происходил непрерывный обмен информацией между радиолокатором и бортовой цифровой вычислительной машиной, которая вырабатывала команды управления радиолокатором и вычисляла величины корректирующих импульсов, обеспечивающих встречу на орбите.
В случае необходимости активную роль по сближению мог выполнять и основной блок КК. Для этой цели с использованием УКВ-приемопередатчика была предусмотрена возможность определения дальности до лунного модуля, на котором был установлен дополнительный приемоответчик. Для управления спуском на Луну предназначался отдельный радиолокатор, с помощью которого определялись высота и скорость спуска. Информация, которая вырабатывалась радиолокатором, поступала в бортовую цифровую машину и на индикаторы пульта космонавтов.
Уже говорилось, что во всех первых трех пилотируемых программах США создавалась чисто кислородная атмосфера в кабинах КК. Однако только в начале экспериментальной работы над КК «Аполлон» американские специалисты по-настоящему ощутили всю опасность такого подхода. Как известно, при подготовке первого пилотируемого КК «Аполлон» произошел пожар в командном модуле, в результате которого погибли космонавты В. Гриссом, Э. Уайт и Р. Чаффи. Причиной пожара стало возгорание элементов кабины в среде чистого кислорода в результате замыкания в электрической цепи.
Специальная комиссия в течение 2,5 мес проводила тщательное и всестороннее расследование причин аварии и выработку ряда рекомендаций по изменению конструкции, материалов, процедуры и условий испытаний. В результате было внесено большое число изменений в конструкцию, заменены многие
