Посадка при возвращении с Луны

[Booker48]

Вариантов такой посадки известно, вроде бы, два.
"Двойной нырок" и прямой вход в атмосферу Земли.
В интернетах пишут, что первым пользовались советские "Зонды" (-5 - неудачно, -6, -7, -8 - удачно в смысле входа в атмосферу, один таки разбился из-за нештатной ситуации с парашютом) и китайский "Чанъэ-5-Т1".
Все девять Аполлонов, возвращающихся от Луны, использовали прямой вход в атмосферу. Были ещё и другие аппараты, возвращающиеся к Земле от астероидов и комет, но там не было живых существ на борту, перегрузки особого значения не имели.

Про "Артемиду-I" как-то противоречиво пишут здесь и здесь, хотелось бы, конечно, понять, учитывая актуальность вопроса.
Возможно, вопрос терминологический, но из-за него какие-то непонятные скандалы возникают.

Я пробежал статью Entry aerodynamics at Lunar Return Conditions obtained from the flight of Apollo 4 (AS-501) by Ernest R. Hillje с сайта NASA, в ней на основании показаний приборов реконструируется траектория спуска СА.

На беспилотном Аполлоне-4 как раз отрабатывали возвращение со 2-й космической. Впервые использованный Сатурн-5 вывел его на круговую орбиту вокруг Земли, затем корабль перешёл на эллиптическую, отлетел на 18000 км от Земли, развернулся и вонзился в атмосферу со скоростью 36545 фт/с под строго определённым углом входа.
Спускаемый аппарат снизился до высоты 45 морских миль, потом, используя аэродинамические особенности конструкции, поднялся на 10 миль, гася скорость, и с высокой точностью приводнился куда и задумали. Т.е. из атмосферы Земли он не выходил. Промежуточный вопрос, ответа на который, вероятно из-за слабого владения языком вообще и узкой терминологией в частности, я не уловил. Как корабль управлялся в плотных слоях атмосферы? Чем управлялся вроде ясно, AGC - Apollo Guidance Computer, получавший данные от IMU - inertial measurement unit.

Технология "двойного нырка" использует "отражение" от верхних слоёв атмосферы, корабль "отбрасывается" в космос аж на 500 км. Там возникают проблемы с точностью. Для СССР точность была не так важна, мимо страны промахнуться сложно, если целиться в Казахстан. Беляев с Леоновым тыщи на полторы км промахнулись - и всё обошлось. Но с Аполлонами не так, они хоть и плавучи, но недолго, часа 3. Помощь даже на вертолётах могла не поспеть.

Вопрос: как всё-таки приземляется "Артемида"? И если с двойным нырком, то непонятны причины отказа от испытанной и успешной технологии входа в атмосферу.

[EUgeneUS]

Лимитирующими факторами при торможении об атмосферу являются:
1. Ускорение \ перегрузки.
2. Нагрев.

Также нужно учитывать, что плотность атмосферы падает с высотой, как обратная экспонента.

Исходя из вышесказанного, делается вывод, что основную часть кинетической энергии нужно сбрасывать на примерно одинаковой высоте. И тут возникает ещё один лимитирующий фактор: плотность атмосферы на этой высоте должна быть достаточной для поддержания примерно одинаковой высоты за счет аэродинамического качества СА.

Но такая процедура требует очень точного входа в атмосферу. Небольшое превышение оптимального угла (угол тут отсчитывается от касательной к поверхности Земли) приводит к тому, что СА "зарывается" в более плотные слои атмосферы, и процесс торможения развивается лавинообразно, говорят: "сорвался на баллистический спуск".

Чтобы этого избежать планируемый угол входа делают несколько меньшим, чем оптимальный. А это приводит или к "подскоку", как у Аполлона-4 (и наверное, у всех Аполлонов), или - если запас взять больше - к выходу из атмосферы, и получается "двойной вход в атмосферу".

Booker48 в сообщении #1721702 писал(а):

Как корабль управлялся в плотных слоях атмосферы?

Никак. Ни "Аполлоны", ни "Союзы"\"Зонды" при торможении об атмосферу не управлялись. Как попали в атмосферу - так и летели.

[Booker48]

EUgeneUS в сообщении #1721722 писал(а):

Чтобы этого избежать планируемый угол входа делают несколько меньшим, чем оптимальный. А это приводит или к "подскоку", как у Аполлона-4 (и наверное, у всех Аполлонов), или - если запас взять больше - к выходу из атмосферы, и получается "двойной вход в атмосферу".

Да, все Аполлоны приземлялись по одной схеме.
Т.е. "двойной нырок" (двойной вход в атмосферу) более безопасен в смысле перегрузок и нагрева?
"Зонд-5", на котором, правда, отказало всё что можно и ещё чуть-чуть, всё же сорвался в баллистический спуск. И приводнился в Индийском океане, где его ждали - но более чем в 100км от ближайшего встречающего корабля. Интересно, что, судя по воспоминаниям (Каманина, моряков) то, что приземление будет по баллистической траектории, было известно за сутки до приземления. Хорошо бы воспоминания баллистиков почитать, почему так, вроде коррекцию перед посадкой всё же проводили.

[Booker48]

Процитирую не научный, а экономический источник, на мой взгляд, заслуживающий доверия:

Цитата:

Где сейчас находится Artemis II
Статус на 10 апреля
По последним данным NASA, капсула войдет в атмосферу на скорости ~38 400 км/ч — это в 40 раз быстрее пассажирского самолета и лишь немного уступает абсолютному рекорду «Аполлона-10» 1969 года (39 938 км/ч).

Температура воздуха вокруг капсулы превысит 10 000 °C — вдвое горячее поверхности Солнца. На 6 минут экипаж уйдет в радиомолчание: плазма полностью заблокирует связь с Землей.

Главный риск — термозащитный щит. Материал тот же, что на «Аполлонах» (Avcoat), но конструкция другая. Во время спуска беспилотной Artemis I газы внутри щита расширились от нагрева, и куски обугленного покрытия начали отрываться.

После этих результатов NASA изменила схему спуска — вместо траектории с «отскоками» от атмосферы для снижения скорости выбрали более крутой прямой вход, чтобы сократить время на пиковых температурах. Щит не переделывали — это задержало бы миссию на годы (новый появится только на Artemis III).

То есть ночью с 10 на 11 апреля щит, не прошедший испытание с первого раза, и новая траектория проходят проверку боем — сразу с людьми на борту. Если щит начнет терять куски, как на Artemis I, капсула может нагреться неравномерно — в худшем случае это угрожает разгерметизацией. На беспилотной миссии температура внутри осталась в пределах нормы, но NASA признало, что повреждения оказались значительно серьезнее расчетных.

Приземление (приводнение) экипажа миссии «Артемида-2» (Artemis II) запланировано на 10 апреля 2026 года в 20:07 по североамериканскому восточному времени (EDT), что соответствует 03:07 ночи по московскому времени 11 апреля 2026 года.

Расписание (время московское):

01:30 — Начало прямой трансляции NASA
02:53 — Вход в атмосферу, начало 6-минутного радиомолчания
03:03 — Раскрытие тормозных парашютов
03:04 — Раскрытие основных парашютов
03:07 — Приводнение в Тихом океане у берегов Сан-Диего

Если это правда (NASA внезапно вернулось к технологии "прямого входа в атмосферу"), то это прямо сенсация. Всё же корабль другой, цитируя старый советский анекдот - учёные сначала на собаках бы потренировались коммунизм строить.

[EUgeneUS]

Booker48 в сообщении #1722034 писал(а):

Если это правда (NASA внезапно вернулось к технологии "прямого входа в атмосферу"), то это прямо сенсация.

"Народу не нужны нездоровые сенсации, народу нужны здоровые сенсации".
А Вы всё какую-то нездоровую сенсацию пытаетесь вытянуть.

Поймите простые вещи:
1. Между снижением с небольшим подскоком, как было у "Аполлонов" и снижением с "двойным входом в атмосферу" нет никакой четкой границы, потому что нет никакой четкой границы атмосферы.

2. Вычислительные мощности по сравнению с полувековой давностью выросли на порядки. И при наличии готовой модели (а она очевидно есть), посчитать разные варианты входа не составляет труда и не занимает большого времени. Сейчас же на толпа женщин с арифмометрами "Феликс" в вычбюро это всё считает.

Конструкторы "Артемиды" лажанулись - взяли материал теплового щита от "Аполлона", а схему входа изменили (видимо, для снижения перегрузок). В результате получили участок траектории, где разогретый тепловой щит попадал в область, где он остывал при низком давлении. Вот и вскипела жижа. Что и выяснили при беспилотном запуске.
Пересчитали схему входа и полетели.
Кстати, уже вернулись успешно.

[Booker48]

EUgeneUS в сообщении #1722050 писал(а):

Кстати, уже вернулись успешно.

Угу, я контролировал, в прямом эфире.)))

EUgeneUS в сообщении #1722050 писал(а):

Пересчитали схему входа и полетели.

Неужели так просто? На самом деле, поражает точность, во время трансляции подчеркнули несколько раз, что посадка - "в яблочко".
А что тогда даёт вообще "двойной нырок"? Вроде точность должна быть ниже, если корабль при посадке никак не управляется (вернее, управляется сэром Исааком), всё зависит, условно говоря, от плотности атмосферы на разных высотах.

EUgeneUS в сообщении #1722050 писал(а):

нет никакой четкой границы атмосферы

Ну да, вопрос терминологический. Однако в НАСА принято - 400000 футов - верхняя граница атмосферы. Подпрыг выше - двойной нырок.

-- 11.04.2026, 12:49 --

EUgeneUS в сообщении #1722050 писал(а):

А Вы всё какую-то нездоровую сенсацию пытаетесь вытянуть.

Господь с вами. Я реально ориентировался на прежние сообщения о том, что Артемисы будут приземляться с использованием технологии двойного входа в атмосферу. Про проблему со щитом Артемис-1 писали, но как-то неопределённо, или мне не попадались сообщения об изменении (из-за этих проблем) схемы посадки. Вчера только и прочитал, и оторопел, признаться. Не думал, что выбор этой схемы происходит так просто. Фактически, за несколько часов до посадки. Нужно только поближе к встречающим кораблям.

[EUgeneUS]

Booker48 в сообщении #1722053 писал(а):

Неужели так просто?

Это кажущаяся простота, за которой лежат очень сложные вещи.

Booker48 в сообщении #1722053 писал(а):

А что тогда даёт вообще "двойной нырок"?

Тоже самое, что даёт спуск с планированием и небольшим подскоком в верхних слоях атмосферы по сравнению с т.н. баллистическим спуском. А именно - снижение перегрузок.
Чем дольше находимся в верхних слоях атмосферы, тем дольше гасим скорость, тем меньше перегрузки.

[slavav]

EUgeneUS в сообщении #1722092 писал(а):

корабль при посадке никак не управляется

Корабль управляется. Он так развесован что под действием набегающего потока его днище оказывается под углом к набегающему потоку что создаёт подъёмную силу. Корабль управляется по крену (вращением вокруг оси полёта). Это делается двигателями ориентации. Если держать его всё время днищем к Земле подъемной силы будет достаточно сделать "блинчик" - вертикальная скорость обнулится и даже станет положительной.

На видео с заходом видно, что корабль завалился на одну сторону затем на другую. Это нужно что бы снизить вертикальную составляющую подъемной силы но сохранить общее направление. В плане корабль описывает очень вытянутую букву S.

Схема отрабатывалась на шаттлах. Они тоже заходили с постоянным углом атаки, а вертикальное ускорение регулировалось креном влево-вправо.

[EUgeneUS]

Не знал, что Артемида во время снижения управлялась. Спасибо за уточнение.

[Theoristos]

slavav в сообщении #1722469 писал(а):

Это нужно что бы снизить вертикальную составляющую подъемной силы но сохранить общее направление.

Так по крену (для капсулы с цилиндрической симметрией влияние на траекторию несколько непонятно), или по рысканию?