“С точки зрения статистики у меня очень плохие перспективы… но вы же знаете, насколько обманчива может быть статистика. Я должен был после всего происшедшего сидеть в тюрьме, а Вы должны были погибнуть в космосе…”
Вернер фон Браун – Нейлу Армстронгу
Предлагаю вам посмотреть официальную версию схемы пилотируемого полёта на Луну от НАСА, из фильма «Moonwalk one». Смотреть с 30 минуты, всего 2 мин. 35 сек. Там схематично дан полет Аполлона.
После просмотра этого видеоролика прошу вас ответить на простой вопрос: возможно ли успешное выполнение такой миссии, если хотя бы один из её этапов не состоится?
Возможен ли вывод космического корабля в космос при проблемах на старте или в процессе разделения ступеней? Можно ли начать полёт к Луне, не отработав должным образом разгонный импульс с помощью маршевого двигателя третьей ступени? Можно ли выйти на орбиту вокруг Луны, не завершив вовремя перестыковку отсеков, не отработав тормозной импульс выхода на окололунную орбиту? Реально ли побывать на поверхности Луны, успешно не посадив на неё пилотируемый аппарат? Возможно ли взлететь с Луны, если при посадке или при старте произошла поломка? Если не получилась стыковка на орбите Луны, можно ли начинать полёт к Земле? Если не включится маршевый двигатель командного модуля на орбите Луны, как астронавты улетят к Земле? Что случится, если командный модуль не сумеет отстыковаться от посадочной капсулы при подлёте к Земле? Выживут ли астронавты, если посадочная капсула промахнется с углом входа в атмосферу на второй космической скорости?
Вообще, существует ли хотя бы один такой этап, не пройдя который, можно было бы успешно выполнить всю программу миссии? Можно ли поменять какие-либо этапы такой миссии местами или же отложить процедуры выполнения некоторых этапов до выяснения обстоятельств возникших неполадок так, чтобы успешно выполнить всю миссию в целом? Наконец, существуют ли в данной схеме некие решения, позволяющие подстраховать или дублировать технику, в которой возникли неисправности на любом из представленных этапов?
Таких этапов нет.
Таким образом, для успешного завершения экспедиции необходимо своевременное последовательное успешное выполнение всех изображенных на видеоролике этапов. А мы уже знаем, что общую вероятность успеха такой миссии можно вычислить перемножением вероятностей успешного выполнения всех этапов, из которых она состоит.
Этим мы сейчас и займемся.
Но перед этим я хотел бы предупредить читателя, что точные значения вероятностей успешного выполнения (надёжности) каждого этапа миссии пилотируемого полёта на Луну в 1969-1972 годах вычислить невозможно из-за вполне очевидных объективных причин. Дело в том, что большое количество задекларированных НАСА технических решений применялись только в процессе «полётов на Луну» и удивительным образом оказались ненужными не только в процессе развития других космических программ США, но и для других – вполне бытовых, технических или даже военных нужд. Другие технические решения из той же «оперы» до и после успешных полётов на Луну либо не существовали вовсе, либо не были в достаточной мере протестированы с помощью пробных пусков или экспериментов в космосе и на поверхности Луны.
Итак, перед нами стоит не очень простая задача, поскольку вероятности успешного завершения каждого из этапов экспедиции мы можем вычислить лишь приблизительно, с той или иной степенью достоверности для каждого конкретного этапа. К счастью, у математиков для таких случаев предусмотрен замечательный аппарат оценки «снизу» или «сверху». Например, если нам нужно оценить значение какой-либо величины, имея значения всех её параметров в виде диапазонов, мы можем оперировать либо заведомо минимальными, либо заведомо максимальными значениями параметров, получив, соответственно, оценку искомого значения также в виде диапазона.
В данном случае нас интересует, какова максимально возможная вероятность успешного завершения рассматриваемой миссии в целом. Поэтому, несмотря на отсутствие некоторых данных и чтобы никого ненароком не обидеть, мы можем смело подставлять во всех случаях максимально возможные значения надёжности. Если у НАСА вообще не было на тот момент соответствующей технологии, я возьму статистику надёжности соответствующей техники из СССР, даже если она появилась намного позже рассматриваемых примеров. Если же аналогов такой техники не найдётся вообще, мы позволим себе немного пофантазировать, «до упора» завышая надёжность такой виртуальной технической системы.
Давайте же наконец посмотрим, что из этого получится…
Если не очень придираться к частностям, у нас имеется как минимум 22 последовательных этапа рассматриваемой экспедиции. Перечислю их все, а потом будем кратко рассматривать каждый из этапов в отдельности и оценивать максимально возможную вероятность их успешного выполнения:
- старт «Сатурна-5»;
- выход на околоземную орбиту;
- полёт на опорной околоземной орбите;
- выполнение манёвра разгона к Луне;
- полёт к Луне;
- отстыковка командного модуля;
- пристыковка командного модуля другой стороной;
- отстыковка третьей ступени «Сатурна-5»;
- выполнение манёвра выхода на орбиту Луны;
- отстыковка командного модуля;
- выполнение манёвра торможения для схода с орбиты Луны;
- мягкое прилунение;
- выход и пребывание на поверхности Луны двух астронавтов;
- старт с поверхности Луны;
- выход на орбиту Луны;
- поиск, сближение и стыковка с командным модулем;
- переход экипажа в командный модуль и его отстыковка;
- выполнение манёвра разгона к Земле;
- полёт к Земле;
- отстыковка спускаемого аппарата;
- торможение в атмосфере Земли;
- мягкое приземление.
Итак, приступим…
Оценили 20 человек
21 кармы