Apollo (kosmická loď)

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 21. února 2021; kontroly vyžadují 4 úpravy .

"Apollo" ( angl.  Apollo ) - řada amerických třímístných kosmických lodí používaných v programech letů na Měsíc " Apollo ", orbitální stanici " Skylab " a sovětsko-americké dokovací stanice ASTP .

Obecné informace

Hlavním účelem je doručení astronautů na Měsíc; byly také uskutečněny bezpilotní lety a řízené lety v blízkosti Země; Modifikace Apollo byly použity k dodání tří posádek na orbitální stanici Skylab ak doku se sovětskou kosmickou lodí Sojuz-19 v rámci programu Sojuz-Apollo . Loď se skládá z hlavní jednotky (prostor posádky sestupující k Zemi a motorový prostor) a lunárního modulu (přistávací a vzletové stupně), ve kterém astronauti přistávají a startují z Měsíce.

Maximální hmotnost startu je asi 47 tun, objem obytných prostor je 12,7 m³, maximální pobyt na Měsíci je 75 hodin. V letech 19681975 odstartovalo 15 kosmických lodí s posádkami (celkem 38 astronautů), včetně šesti Apoll, které úspěšně prováděly lunární expedice (v letech 19691972 na Apollu 11 , -12 , -14 , -15 , -16 , - 17 ). 12 astronautů přistálo na Měsíci. První přistání na Měsíci bylo uskutečněno na Apollu 11 ( N. Armstrong , B. Aldrin , 1969 )

Apollo je jediná řada kosmických lodí, ve kterých lidé opustili hranice nízké oběžné dráhy Země a překonali gravitaci Země , a také jediná, která úspěšně přistála astronauty na Měsíci a vrátila je na Zemi.

Technické údaje

Kosmická loď Apollo se skládá z velitelského a servisního prostoru, lunárního modulu a nouzového záchranného systému.

Modul Váha (kg Délka, m Průměr, m
Velitelský prostor
(bez nouzového záchranného systému)
5470-5500 3.43 3,920
servisní prostor 22700-22800 4,0 3,91
Lunární modul 14500 7.6 10 (podvozek uvolněn)
Adaptér pro upevnění kosmické lodi Apollo na stupeň S-IVB 1700-1800

Velitelské a servisní prostory

Velitelský prostor je řídícím střediskem mise. Všichni členové posádky jsou během letu ve velitelském prostoru s výjimkou přistání na Měsíci. Velitelský prostor, ve kterém se posádka vrací na Zemi, je vše, co zbylo ze systému Saturn V-  Apollo po letu na Měsíc. Servisní prostor nese hlavní pohonný systém a podpůrné systémy pro kosmickou loď Apollo.

Velitelský prostor byl vyvinut společností North American Rockwell (USA) a má tvar kužele s kulovou základnou, průměr základny 3920 mm, výška kužele 3430 mm, vrcholový úhel 60°, nominální hmotnost 5500 kg.

Velitelský oddíl má přetlakovou kabinu se systémem podpory života pro tříčlennou posádku, řídicím a navigačním systémem, radiokomunikačním systémem, nouzovým záchranným systémem a tepelným štítem [2] . Při návratu na Zemi se velitelský modul dostane do atmosféry, provede aerodynamický sestup s dvojitým střemhlavým střemhlavým letem a pomocí padákového systému se rozstřikuje dolů do vod Světového oceánu [3] [4] .

Vybavení velitelské místnosti

V přední nepřetlakové části velitelského prostoru je dokovací mechanismus a padákový přistávací systém, ve střední části jsou 3 sedadla pro kosmonauty, letový ovládací panel a systém podpory života a rádiové zařízení; v prostoru mezi zadním sklem a přetlakovou kabinou je umístěno zařízení systému reaktivního řízení (RCS).

Dokovací mechanismus a část s vnitřním závitem lunárního modulu společně zajišťují pevné ukotvení velitelského prostoru s měsíční lodí a tvoří tunel pro přesun posádky z velitelského prostoru do lunárního modulu a zpět.

Systém podpory života pro posádku kosmické lodi Apollo

Systém podpory života pro posádku kosmické lodi Apollo byl vyvinut a vyroben společností Airsearch (USA). Systém udržuje teplotu v kabině lodi v rozmezí 21–27 °C, vlhkost od 40 do 70 % a tlak 0,35 kg/cm². Při přípravě na start a při startu se atmosféra v kokpitu skládá z 60 % kyslíku a 40 % dusíku, za letu je tato směs odvětrána a nahrazena čistým kyslíkem.

Systém je navržen pro čtyřdenní prodloužení doby letu nad odhadovanou dobu potřebnou pro expedici na Měsíc. Proto je zajištěna možnost úpravy a opravy posádkou oblečenou ve skafandrech.

K dispozici je nouzový kyslíkový systém, který se automaticky zapne a poskytne kyslík v případě poklesu tlaku v kabině, například když kabinu prorazí meteorit.

Během kvalifikačních testů prošel systém podpory života testem simulujícím 14denní let lodi s tříčlennou posádkou.

Záchranný záchranný systém

Nouzový záchranný systém byl vyvinut společností North American Rockwell (USA) . Vznikne-li mimořádná situace při startu nosné rakety Apollo nebo je nutné zastavit let při startu lodi Apollo na oběžnou dráhu Země, je posádka zachráněna oddělením velitelského prostoru od nosné rakety a následným přistáním na Země padáky [5] .

Komunikační systém Command Bay

Komunikační systém velitelského prostoru poskytuje:

  • Obousměrná mikrofonní komunikace posádky se Zemí.
  • Přenos telemetrických informací z kosmické lodi a příjem příkazů ze Země.
  • Příjem ze Země a retranslace na sledovací stanici kódovaného šumu na nosné frekvenci k určení kurzu a dosahu lodi.
  • Přenos televizního obrazu na Zemi. Pro tyto účely je na velitelském prostoru instalováno jednotné pásmo S a dva VHF transceivery. Anténní systém se skládá ze čtyř nízkosměrových antén a jedné vysoce směrové. Ten má 4 parabolické zářiče o průměru 80 cm, je namontován na obslužném prostoru a po vstupu kosmické lodi na dráhu letu k Měsíci se otočí do pracovní polohy.
Servisní přihrádka

Servisní prostor kosmické lodi Apollo byl také vyvinut společností North American Rockwell (USA) . Má tvar válce o délce 3943 mm a průměru 3914 mm. Vezmeme-li v úvahu délku nosné trysky LRE , která vyčnívá z trupu, je celková délka servisního prostoru 7916 mm. Od okamžiku startu do okamžiku vstupu do atmosféry je servisní prostor pevně spojen s velitelským prostorem, který tvoří hlavní blok kosmické lodi Apollo. Před vstupem do atmosféry je velitelský prostor oddělen od služebního.

Celková hmotnost servisního prostoru je 23,3 tuny, včetně 17,7 tuny paliva. Prostor obsahuje pohonný systém s LRE od Aerojet General (USA), LRE ze systému řízení proudových letadel od Marquardt (USA), palivové nádrže a pohonné jednotky a elektrárnu založenou na vodíkovo-kyslíkových palivových článcích.

Servisní oddíl zajišťuje veškeré manévry kosmické lodi na trajektorii letu k Měsíci, korekci trajektorie, vstup na oběžnou dráhu Měsíce, přechod z oběžné dráhy Měsíce na trajektorii letu k Zemi a korekci trajektorie návratu [2] .

Lunární modul

Lunární modul kosmické lodi Apollo byl vyvinut společností Grumman (USA) a má dvě fáze: přistání a vzlet. Přistávací stupeň, vybavený nezávislým pohonným systémem a podvozkem, slouží ke spouštění lunárního landeru z měsíční oběžné dráhy a měkkému přistání na měsíčním povrchu a zároveň slouží jako odpalovací rampa pro startovací stupeň. Vzletový stupeň s přetlakovou kabinou pro posádku a nezávislým pohonným systémem po dokončení výzkumu startuje z povrchu Měsíce a dokuje s velitelským prostorem na oběžné dráze. Oddělování kroků se provádí pomocí pyrotechnických zařízení.

Profil přistání na Měsíc

Přesun dvou astronautů do lunárního modulu byl proveden poté, co komplex Apollo vstoupil na cílovou oběžnou dráhu Měsíce. Pilot vzal lunární modul kousek od velitelského prostoru a otočil ho, aby pilot velitelského prostoru mohl vizuálně zkontrolovat stav podvozku. Poté po přesunu do bezpečné vzdálenosti od velitelského prostoru došlo k zapnutí hlavního motoru lunárního modulu k brzdění (impulz trvající 30 sekund). Tento manévr snížil perilunu lunárního modulu na 15 km nad měsíčním povrchem: v tomto okamžiku byla kosmická loď ve vzdálenosti asi 480 km od místa zamýšleného přistání.

Po dosažení tohoto bodu byl spuštěn druhý, hlavní motor pro brzdění, aby se vertikální a horizontální rychlost lunárního modulu snížila na hodnoty pro přistání. Tato fáze letu probíhala pod řízením palubního počítače , který přijímá data z přistávacího radaru . Loď byla řízena přiškrcováním tahu motoru přistávacího stupně a chodem motorů orientačního systému. Když klesala do výšky asi 3 km, měsíční kabina se otočila do svislé polohy (přistávací nohy k zemi) a kurs: právě v tomto okamžiku dostali astronauti příležitost vidět měsíční povrch trojúhelníkem dopředu. prohlížecí okna, a tak pokračovat do závěrečné části přistávací procedury. Tento úsek začínal v nadmořské výšce asi 210 metrů a ve vzdálenosti asi 600 m od zamýšleného místa přistání.

Přistání všech kosmických lodí Apollo probíhalo v poloautomatickém režimu (byly na výběr i programy plně automatického a plně manuálního přistání). Velitel lunárního modulu se při sestupu řídil charakteristickými (dříve studovanými a na mapách vyznačenými) rysy reliéfu (krátery, trhliny atd.) a provedl vizuální výběr místa přistání. Zvláštní význam tohoto postupu spočíval v tom, že při pozemním výcviku pilotů byly použity fotografické mapy přistávacích zón přijaté z automatických stanic; zpravidla neměly dostatečně vysoké rozlišení a při bližším zkoumání z malé nadmořské výšky mohl být určený bod např. poset dosti velkými kameny. S ohledem na to pilot v případě potřeby odvezl loď z nevhodných oblastí. Čas vyhrazený pro tento manévr byl omezen zásobou paliva a činil asi dvě minuty. Tah přistávacího motoru (a tím i vertikální rychlost klesání) regulovala automatika (na některých expedicích jej však pilot nastavoval ručně). Okamžik přistání byl určen odklonem zvolené oblasti povrchu ze zorného pole při pohybu směrem k této oblasti: pro tento účel si pilot zvolil vhodný znatelný orientační bod. Ve chvíli, kdy mezník šel pod loď, bylo provedeno přistání. Pilot sledoval vertikální a dopřednou rychlost modulu a přivedl ji téměř k nule (ve skutečnosti se vznášel ve výšce několika metrů). V okamžiku, kdy se sondy přistávacích nohou dotkly země, zablikala kontrolka „Kontakt“: na tento signál pilot vypnul přistávací motor a bylo provedeno vlastní přistání.

V kterékoli fázi přistávacího programu existovala možnost nouzového ukončení programu: v tomto případě byl přistávací stupeň oddělen, motor vzletového stupně byl spuštěn a byl vrácen na oběžnou dráhu Měsíce pro následné dokování s orbitální lodí.

Lunární moduly pro poslední tři mise programu Apollo (-15, -16 a -17) byly výrazně modernizovány z hlediska zvýšeného užitečného zatížení a autonomní životnosti. Přistávací motor byl vybaven přídavnou tryskou o délce 254 mm, zvětšil se objem nádrží palivové složky. Doba visení nad měsíční půdou a přistávací hmotnost byly také zvýšeny určitou revizí programu přistání: počáteční zpomalovací impuls k deorbitě Měsíce byl vydán ještě před oddělením lunárního modulu od velitelského a servisního modulu motorem. z toho druhého (počínaje Apollem 14). Tato opatření umožnila dopravit kolový transportér LRV na Měsíc a zvýšila možnou dobu strávenou na měsíčním povrchu až na tři dny.

Viz také

Poznámky

  1. 1 2 Plány kosmických lodí jsou stále zatažené. (anglicky) // Missiles and Rockets  : The Missile/Space Weekly. - Washington, DC: American Aviation Publications, Inc., 29. května 1961. - Vol.8 - No.22 - S.42-43.
  2. 1 2 Levantovský, 1970 , s. 269.
  3. Hillje, Ernest R., „Entry Aerodynamics at Lunar Return Conditions Získané z letu Apolla 4 (AS-501)“, archivováno 16. září 2020 v NASA Wayback Machine TN D-5399, (1969).
  4. Shuneiko I. I. Vstup do atmosféry a přistání // Pilotované lety na Měsíc . - M. , 1973. - T. 3.
  5. Levantovský, 1970 , s. 273.

Literatura

  • Levantovský V. I. Mechanika kosmického letu v elementárním podání. - M. : Nauka, 1970. - 492 s.
  • CSM06  Přehled příkazového modulu . NASA . - Technický popis velitelského prostoru, 20 s. Staženo: 2. listopadu 2017.
  • I. B. Afanasiev, Yu, M. Baturin, A. G. Belozersky a kol. Světová kosmonautika s lidskou posádkou. Příběh. Technika. Lidé . - Moskva: "RTSoft", 2005. - S. 104. - 752 s. — ISBN 5-9900271-2-5 .

Odkazy