Apollo (kosmická loď) -Apollo (spacecraft)
Kosmická loď Apollo se skládala ze tří částí navržených tak, aby splnily cíl amerického programu Apollo přistát astronauty na Měsíci do konce 60. let a bezpečně je vrátit na Zemi . Postradatelná (jednorázová) kosmická loď se skládala z kombinovaného velitelského a servisního modulu (CSM) a lunárního modulu Apollo (LM). Dva další součásti doplňovaly sestavu kosmické lodi pro montáž kosmického vozidla: adaptér kosmické lodi – LM (SLA) navržený tak, aby chránil LM před aerodynamickým namáháním při startu a pro připojení CSM k nosné raketě Saturn a k únikovému systému startu .(LES) k bezpečnému odnesení posádky ve velitelském modulu od nosné rakety v případě nouzového startu.
Návrh byl založen na přístupu setkání na oběžné dráze Měsíce : dvě kosmické lodě v doku byly poslány na Měsíc a dostaly se na oběžnou dráhu Měsíce. Zatímco se LM oddělil a přistál, CSM zůstal na oběžné dráze. Po lunární exkurzi se obě plavidla setkala a zakotvila na oběžné dráze Měsíce a CSM vrátil posádku na Zemi. Velitelský modul byl jedinou částí vesmírného dopravního prostředku, který se vrátil s posádkou na zemský povrch.
LES byl odhozen během startu po dosažení bodu, kde již nebyl potřeba, a SLA zůstala připojena k hornímu stupni nosné rakety. Dvě bezosádkové CSM, jedna bez posádky LM a jedna CSM s posádkou byly vyneseny do vesmíru nosnými raketami Saturn IB pro mise Apollo na nízké oběžné dráze Země. Větší Saturn Vs vypustil dvě neposádkové CSM na testovací lety na vysokou oběžnou dráhu Země, CSM na jednu lunární misi s posádkou, kompletní kosmickou loď na jednu s posádkou na nízkou oběžnou dráhu Země a osm lunárních misí s posádkou. Po ukončení programu Apollo byly na Saturn IB vypuštěny čtyři CSM pro tři orbitální mise Skylab Země a testovací projekt Apollo-Sojuz .
Velitelský a servisní modul
Hlavní část kosmické lodi Apollo tvořilo tříčlenné vozidlo určené pro orbitální, translunární a lunární orbitální let Země a návrat na Zemi. Toto sestávalo z velitelského modulu podporovaného servisním modulem , postaveným North American Aviation (později North American Rockwell ).
Příkazový modul (CM)
Velitelský modul byl řídícím střediskem pro kosmickou loď Apollo a obytnými prostory pro tři členy posádky. Obsahoval přetlakovou hlavní kabinu posádky, pohovky pro posádku, ovládací a přístrojový panel, primární naváděcí, navigační a řídicí systém , komunikační systémy, systém řízení prostředí, baterie, tepelný štít , systém řízení reakce pro kontrolu polohy , přední dokovací poklop, boční poklop , pět oken a záchranný padákový systém. Byla to jediná část vesmírného vozidla Apollo/Saturn, která se vrátila na Zemi neporušená.
Servisní modul (SM)
Servisní modul byl bez tlaku a obsahoval hlavní servisní hnací motor a hypergolickou pohonnou látku pro vstup a výstup na oběžnou dráhu Měsíce, systém řízení reakce zajišťující řízení polohy a translační schopnosti, palivové články s vodíkovými a kyslíkovými reaktanty, radiátory pro odvádění odpadního tepla do vesmíru, a anténa s vysokým ziskem . Kyslík byl také používán k dýchání a palivové články produkovaly vodu pro pití a kontrolu životního prostředí. Na Apollu 15, 16 a 17 také nesl balíček vědeckých přístrojů s mapovací kamerou a malým sub-satelitem pro studium Měsíce.
Hlavní část servisního modulu zabírala pohonná hmota a hlavní raketový motor. Tento motor, schopný několika restartů, umístil kosmickou loď Apollo na a mimo měsíční oběžnou dráhu a byl použit pro korekce středního kurzu mezi Zemí a Měsícem.
Servisní modul zůstal po celou dobu mise připojen k velitelskému modulu. Byl odhozen těsně před opětovným vstupem do zemské atmosféry.
Lunární modul (LM)
Lunární modul Apollo byl samostatným vozidlem navrženým pro přistání na Měsíci a návrat na oběžnou dráhu Měsíce a byl první skutečnou „kosmickou lodí“, protože létala výhradně ve vakuu vesmíru. Skládal se z sestupového stupně a stupně výstupu . Dodávala systémy podpory života pro dva astronauty po dobu až čtyř až pěti dnů na misích Apollo 15, 16 a 17. Kosmická loď byla navržena a vyrobena společností Grumman Aircraft Company .
Sestupový stupeň obsahoval podvozek, anténu přistávacího radaru, sestupový pohonný systém a palivo pro přistání na Měsíci. Měl také několik nákladových prostorů používaných mimo jiné k přepravě: Apollo Lunar Surface Experiment Packages ALSEP , modularizovaný transportér zařízení (MET) (ručně tažený vozík na vybavení používaný na Apollu 14 ), Lunar Rover ( Apollo 15 , 16 a 17 ), povrchovou televizní kameru, povrchové nástroje a boxy na odběr lunárních vzorků.
Stupeň výstupu obsahoval kabinu posádky, přístrojové panely, horní poklop/dokovací port, přední poklop, optické a elektronické naváděcí systémy , systém řízení reakce, radarové a komunikační antény, stoupací raketový motor a pohonnou hmotu pro návrat na oběžnou dráhu Měsíce a setkání s Apollem. Příkazové a servisní moduly.
Adaptér kosmické lodi a lunárního modulu (SLA)
Adaptér kosmické lodi – LM (SLA), vyrobený společností North American Aviation (Rockwell), byla kónická hliníková konstrukce, která spojovala servisní modul s raketovým stupněm Saturn S-IVB . Chránil také LM, trysku motoru servisního pohonného systému a spojku mezi startovacím vozidlem a servisním modulem během startu a výstupu atmosférou.
SLA se skládala ze čtyř pevných 7 stop vysokých (2,1 m) panelů přišroubovaných k přístrojové jednotce na vrcholu S-IVB stolku, které byly pomocí pantů spojeny se čtyřmi 21 stop vysokými (6,4 m) panely, které se otevíraly. z vrchu podobné okvětním plátkům.
SLA byl vyroben z hliníkového voštinového materiálu o tloušťce 1,7 palce (43 mm). Vnější strana SLA byla pokryta tenkou (0,03–0,2 palce nebo 0,76–5,08 milimetru) vrstvou korku a natřena bílou barvou, aby se minimalizovalo tepelné namáhání během startu a výstupu.
Servisní modul byl přišroubován k přírubě v horní části delších panelů a napájení vícenásobně redundantní pyrotechniky SLA zajišťovala umbilika. Protože selhání oddělit se od stupně S-IVB by mohlo nechat posádku uvíznout na oběžné dráze, separační systém používal více signálových cest, více rozbušek a více výbušných náloží, kde by detonace jedné nálože vyvolala další, i když by detonátor na této náloži nedokázal fungovat.
Jakmile byli astronauti ve vesmíru, stiskli tlačítko „CSM/LV Sep“ na ovládacím panelu, aby oddělili CSM od nosné rakety. Výbušná šňůra se zapálila kolem příruby mezi SM a SLA a podél spojů mezi čtyřmi panely SLA, uvolnila SM a roztrhla spojení mezi panely. Dvojité redundantní pyrotechnické trysky na spodním konci panelů SLA pak vystřelily, aby je otáčely kolem pantů rychlostí 30–60 stupňů za sekundu.
Na všech letech přes Apollo 7 zůstaly panely SLA zavěšeny na S-IVB a otevřely se do úhlu 45 stupňů, jak bylo původně navrženo. Když však posádka Apolla 7 nacvičovala setkání s S-IVB/SLA obsahujícím falešný dokovací cíl, jeden panel se neotevřel na plných 45 stupňů, což vyvolalo obavy z možnosti kolize mezi kosmickou lodí a panely SLA během dokování a vytahování. LM v lunární misi. To vedlo k přepracování s použitím pružinového systému uvolnění pantů, který uvolnil panely pod úhlem 45 stupňů a odtlačil je od S-IVB rychlostí asi 8 km/h (5,0 mph), čímž byly bezpečné. vzdálenosti, než astronauti CSM odtáhli, otočili o 180 stupňů a vrátili se k dokování.
LM byl připojen k SLA ve čtyřech bodech kolem spodních panelů. Poté, co astronauti připojili CSM k LM, vypálili nálože, aby tato spojení oddělili, a gilotina přerušila pupeční část mezi LM a přístrojovou jednotkou . Po odpálení náloží pružiny odtlačily LM od S-IVB a astronauti mohli pokračovat ve své cestě na Měsíc.
Specifikace
- Výška: 28 stop (8,5 m)
- Průměr vrcholu: 12 stop 10 palců (3,91 m) Konec servisního modulu
- Průměr základny: 21 stop 8 palců (6,60 m) konec S-IVB
- Hmotnost: 4 050 lb (1 840 kg)
- Objem: 6 700 cu ft (190 m 3 ), využitelný 4 900 cu ft (140 m 3 )
Spustit únikový systém (LES)
Spouštěcí únikový systém Apollo (LES) byl postaven společností Lockheed Propulsion Company . Jeho účelem bylo přerušit misi odtažením CM (kabiny posádky) pryč od nosné rakety v případě nouze, jako je palba před startem, porucha navádění nebo porucha nosné rakety, která pravděpodobně povede k bezprostřední explozi.
LES obsahoval tři dráty, které vedly po vnějšku nosné rakety. Pokud dojde ke ztrátě signálů z jakýchkoli dvou vodičů, LES by se aktivoval automaticky. Alternativně mohl velitel aktivovat systém ručně pomocí jednoho ze dvou ovladačů překladu, které byly pro spuštění přepnuty do speciálního režimu přerušení. Po aktivaci by LES vypálil únikovou raketu na tuhé palivo a otevřel kachní systém, aby nasměroval CM pryč od nosné rakety v potížích a mimo dráhu. LES by pak odhodil a CM by přistál se svým záchranným padákovým systémem.
Pokud by k nouzové situaci došlo na odpalovací rampě, LES by zvedl CM do dostatečné výšky, aby se záchranné padáky mohly bezpečně rozvinout předtím, než se dostanou do kontaktu se zemí.
V nepřítomnosti nouze byl LES rutinně odhozen asi 20 nebo 30 sekund po druhém stupni zážehu nosné rakety pomocí samostatného raketového motoru na tuhá paliva vyráběného Thiokol Chemical Company . Režimy přerušení po tomto bodě by byly provedeny bez LES. LES byl nesen, ale nikdy nebyl použit na čtyřech letech Apollo bez posádky a patnácti letech s posádkou Apollo, Skylab a Apollo-Sojuz Test Project .
Hlavní součásti
- Nosní kužel a Q-ball
- Nosní kužel LES obsahoval řadu 8 pitotových trubic pro měření tlaku ve struktuře známé jako "Q-ball". Tyto senzory byly připojeny k počítačům navádění nosné rakety CM a Saturn, což umožnilo výpočet dynamického tlaku (q) během atmosférického letu a také úhlu náběhu v případě přerušení.
- Kryt Q-ball
- Polystyrenový kryt, odstraněný několik sekund před startem, chránil pitotovy trubice před ucpáním úlomky. Kryt byl vertikálně rozdělen na polovinu a držen pohromadě 2palcovým (51 mm) gumovým páskem. Za gumičkou byla umístěna žiletka, sevřená mezi polovinami krytu. Na horní a spodní část žiletky a na obě poloviny krytu byl připojen drátěný kabel. Kabel byl veden kladkou na kladivovém jeřábu v horní části startovací pupeční věže (LUT) dolů k trubce na pravé straně úrovně 360 stop (110 m) LUT. Kabel byl připojen k válcovému závaží uvnitř trubky. Váha spočívala na páce ovládané pneumatickým solenoidovým ventilem. Když byl ventil aktivován z Launch Control Center (LCC), pneumatický tlak 600 PSI GN2 (dusík) otočil páku dolů, což umožnilo, aby váha klesla dolů na trubici. Padající závaží vytáhlo lanko, které stáhlo čepel přeřezávající gumičku, a lanko odtáhlo poloviny krytu pryč od nosné rakety. Zjevné přepracování tohoto bezpečnostního systému bylo způsobeno skutečností, že únikový systém startu, který závisel na datech Q-ball, byl odzbrojen 5 minut před startem, takže stažení krytu Q-ballu bylo životně kritickou součástí. možné přerušení podložky.
- Canard montáž a pitch motor
- Ty fungovaly v kombinaci k nasměrování CM z přímé cesty a na stranu v případě nouze. To by nasměrovalo CM mimo dráhu letu explodující nosné rakety. Také by to nařídilo CM, aby přistálo na straně jakékoli střelby odpalovací rampy a ne uprostřed.
- Spusťte únikový motor
- Hlavní raketový motor na tuhá paliva uvnitř dlouhé trubky se čtyřmi výfukovými tryskami namontovanými pod kónickou kapotáží. To by rychle odtáhlo CM od nouzového startu.
- Odpalovací motor věže
- Menší motor na tuhá paliva se dvěma výfukovými tryskami, namontovaný v trubce, nad únikovým motorem. Toto odhodilo celý Launch Escape System poté, co už nebyl potřeba, někdy po zapálení druhého stupně.
- Spusťte únikovou věž
- Příhradová konstrukce z trubek, které připevňovaly kapotáž únikového motoru k CM.
- Zvyšte ochranný kryt
- Dutá kónická struktura ze skelných vláken chránící oddíl padáku CM a poskytující hladký aerodynamický kryt nad dokovacím tunelem a sondou. Poté, co byla během prvních letových zkoušek LES objevena eroze pilotových oken od výfuku únikového motoru, byl přidán zadní ochranný kryt obklopující celou horní plochu CM.
Specifikace
- Délka mínus BPC : 32 stop 6 palců (9,92 m)
- Délka s BPC : 39 stop 5 palců (12,02 m)
- Průměr: 2 stopy 2 palce (0,66 m)
- Celková hmotnost: 9 200 liber (4 200 kg)
- Tah , 36 000 stop: síla 147 000 liber (650 kN)
- Tah, maximální: 200 000 liber-síla (890 kN)
- Doba hoření: 4,0 sekundy
Přerušit testy
- Pad Abort Test 1 – LES přeruší test z odpalovací rampy s Apollo BP -6
- Pad Abort Test 2 – LES pad abort test poblíž Block-I CM s Apollo B-23A
- Little Joe II – Čtyři testy přerušení LES za letu.
Aktuální umístění kosmických lodí
Rozmístění všech velitelských modulů a všech nelétaných servisních modulů je uvedeno na velitelském a servisním modulu Apollo# CSMs created . (Všechny zalétané servisní moduly shořely v zemské atmosféře při ukončení misí.)
Dispozice všech lunárních modulů je uvedena na Apollo Lunar Module#Lunar modules created .
Reference
- North American Rockwell, ‚Apollo Command Module News Reference‘, 1968.
- NASA TN D-7083: Spusťte únikový pohonný subsystém
- Operační příručka Apollo Data subsystémů lunárního modulu
externí odkazy
- Zpráva NASA JSC-03600 Apollo/Skylab ASTP and Shuttle Orbiter Major End Items , Final Report, March 1978; Zpráva NASA uvádí rozmístění všech raket a kosmických lodí používaných v Apollo, Skylab, Apollo-Soyez Test Project a raných misích raketoplánů od roku 1978.
- Apollo D-2 Návrh od General Electric , Encyclopedia Astronautica