Самым большим преимуществом выбранного подхода было то, что посадка осуществлялась отдельным так называемым модулем. Лишь небольшому и легкому лунному модулю (LM), а не всему космическому кораблю Apollo целиком предстояло садиться на поверхность Луны. Кроме того, поскольку лунному модулю не требовалось возвращаться на Землю и он был одноразового действия, NASA могло приспособить его конструкцию исключительно к маневренному полету в условиях окололунной среды и для управляемой посадки на Луну. На самом деле с применением встречи на окололунной орбите NASA получило возможность создавать каждый из модулей Apollo независимо от других: Командный модуль (СМ), Сервисный модуль (SM) и Лунный модуль LM. Сам LM представлял собой двухступенчатую ракету, которая опускалась на поверхность с помощью дросселируемого ЖРД. Но нижняя ступень, в чьем составе находились посадочные опоры и двигатель для схода с орбиты и посадки вместе с топливными баками, должен был оставаться на лунной поверхности и выполнить функцию стартовой платформы для верхней или взлетной ступени, у которой имелся собственный маршевый ЖРД фиксированной тяги, топливные баки для его питания, двигатели ориентации и кабина для экипажа.
Главным было то, что встреча на окололунной орбите оказалась единственным вариантом лунной экспедиции, достижимым до установленного Кеннеди срока. Для NASA именно это стало решающим доводом. Армстронг помнил фразу: «Лунно-орбитальная стыковка сэкономила два года труда и два миллиарда долларов». В один день посадочный модуль превратился в одну из самых критически важных для проекта систем. Большая ракета Saturn V могла разогнать корабль и доставить астронавтов в их уютном командном модуле на окололунную орбиту, но весь смысл Apollo заключался в возможности посадки.
Немедленно развернулась серьезная работа над созданием LM. В ноябре 1962 года корпорация Grumman из Лонг-Айленда, штат Нью-Йорк, выиграла контракт на него. Путь к окончательному варианту LM был извилист. Длинная череда неудач при испытаниях заставила команду инженеров Grumman исправлять и менять конструкцию необыкновенной машины в течение почти семи лет. Лишь в марте 1969 года первый лунный модуль был готов к испытательному полету. Он состоялся: этот аппарат испытывали на околоземной орбите, что стало главной задачей экспедиции Apollo 9.
Опираясь на решение следовать сценарию окололунной встречи и стыковки, удалось сформулировать четкие требования к экспериментальному аппарату для Летно-исследовательского центра. По чистому стечению обстоятельств характеристики, размеры и моменты инерции исходного варианта Экспериментального аппарата для исследования лунной посадки
[67] оказались очень похожими на те проектные величины, которые Grumman закладывал для LM. Bell Aerosystems начала производство двух однотипных единиц LLRV в феврале 1963 года. 15 апреля 1964 года обе машины, разобранные и упакованные в ящики, прибыли на авиабазу Эдвардс, поскольку техники Летно-исследовательского центра хотели установить собственные научноизмерительные приборы. Аппарат LLRV был высотой в 3,05 м, имел массу около 1678 кг и четыре алюминиевые фермы-опоры, размах которых составлял 3,96 м. Пилот сидел на нем без какой-либо кабины, прикрытый лишь щитком из плексигласа, в катапультном кресле фирмы Weber Aircraft. Кресло-катапульта от Weber было настолько эффективно, что успешно работало даже в условиях «ноль-ноль»
[68], самой нижней точке диаграммы скоростей и высот катапультирования, и даже могло спасти пилота, когда LLRV двигался вниз со скоростью 9,14 м/с
[69]. Никакое другое катапультное кресло не справлялось с задачей спасения пилота в таких условиях лучше, и это было хорошо, потому что спасать пилотов LLRV пришлось, и не раз.
Первым поднял LLRV в воздух бывший начальник Нила Джо Уокер 30 октября 1964 года. Он совершил серию из трех коротких взлетов и следовавших за ними посадок, а суммарное время в воздухе составило меньше минуты.
Начиная с 1964 года и заканчивая моментом окончания испытаний LLRV в конце 1966 года на авиабазе Эдвардс было выполнено около двухсот полетов этого экспериментального аппарата. Пилоты могли пользоваться им в одном из двух режимов: во-первых, пилотировать его как «обычный» аппарат с вертикальным взлетом, когда реактивный двигатель, жестко зафиксированный, обеспечивал всю подъемную силу, – «земной режим», а во-вторых, они могли перевести его в «лунный режим» – при этом двигатель можно было отрегулировать в полете так, чтобы кажущийся вес LLRV соответствовал весу эквивалентного ему аппарата на Луне. В «лунном режиме» подъемная сила образовывалась под действием пары управляемых ЖРД тягой около 227 кгс каждый, которые крепились к фюзеляжу снаружи от кольцевого карданного подвеса. Пилот мог регулировать направление и тягу двигателя, чтобы компенсировать силу аэродинамического сопротивления по всем осям. Обычно пилоты предпочитали летать в «земном режиме». С другой стороны, возможность точного дросселирования ракетного двигателя позволяла гораздо лучше управлять положением аппарата по высоте в режиме имитации полета на Луне.
LLRV довольно точно дублировал условия полета над Луной, хотя самая большая высота, на которую он поднимался, не превышала 244 м, а самый продолжительный полет на нем длился лишь девять с половиной минут. Поразительно, но на протяжении программы экспериментов с LLRV не случилось ни одной серьезной аварии.
Армстронг перевелся с базы Эдвардс в Хьюстон в сентябре 1962 года, и поэтому он не так много знал о ходе работ с LLRV, как ему хотелось бы. Но Хьюстон выбрал именно его в качестве пилота-инженера, который отвечал бы за то, чтобы LLRV мог делать то, что было необходимо для астронавтов. NASA не желало, чтобы кто-либо из астронавтов совершал на этой машине чреватые риском полеты. Наземные тренажеры помогали
найти компромисс. Как объяснял Нил, «Переход к большим углам тангажа или крена требовал больше времени или большего управляющего усилия. Предполагалось, что характеристики управления, идеально подходящие для Земли, могут оказаться совершенно неподходящими для Луны». Астронавты обнаружили, что им удается лучше управлять имитацией аппарата при помощи работающих по принципу «включено-выключено» ракетных двигателей, которые были снабжены механизмом управления по скорости, то есть изменены так, что угловая скорость аппарата (или угловое ускорение) могли меняться пропорционально тому, насколько сильно отклоняется ручка управления; однако, по словам Нила, они все еще «испытывали определенные трудности при выполнении точных посадок и в компенсации остаточных боковых скоростей в момент касания, возможно, из-за характерной для пилотов естественной боязни сильно менять положение аппарата на малой высоте».
Сооружение для исследования проблем прилунения в Лэнгли
[70] было впечатляющей конструкцией высотой в 76 м и длиной в 122 м, которое вошло в строй в 1965 году и стоило почти 4 миллиона долларов. «Оно работало на удивление хорошо, – говорил Армстронг. – Полетный объем – 55 м в высоту, 110 м в длину и 13 м метров в ширину – был… вполне достаточным, чтобы пилоты могли получить убедительное представление о характеристиках посадки на Луну». Чтобы сделать имитацию посадки более правдоподобной, конструкторы наполнили фундаментную часть огромного восьминогого красно-белого сооружения грунтом, которому придали рельеф, напоминающий лунную поверхность. Часто испытания проводились в ночное время, и вся конструкция освещалась прожекторами, которые были расположены под особыми углами, позволяющими имитировать освещение на Луне. Также техники установили черный экран, изображавший безвоздушное лунное «небо», а имитации кратеров покрыли черной краской, чтобы астронавты могли привыкнуть к глубоким теням, с которыми им предстояло встретиться в настоящем полете. Несмотря на то что «инженеры в Лэнгли провели великолепную работу, чтобы создать нежесткую [состоящую из кабелей и блоков. – Прим/ авт.] систему, которая позволяла управлять кабиной очень похоже на настоящий корабль», каналы управления по тангажу и крену были, по словам Нила, «чрезвычайно тяжелыми и инертными». «LLRF здорово придумана, – вынес свое суждение Амрстронг. – Она позволяла делать внутри нее вещи, которые ты не стал бы делать в свободно летающей машине, потому что здесь ты мог не опасаться самого себя».
