Lunární modul

Apollo Lunar Module (LM, také známý jako LEM (Lunar Excursion Module), je přistávací modul , součást kosmické lodi Apollo, postavený pro americký program Apollo společností Grumman Corporation pro dvoučlennou posádku, která má být dopravena z oběžné dráhy Měsíce na měsíční povrch a zpět. Šest takových modulů úspěšně přistálo na Měsíci v letech 1969-1972.

V jistém smyslu to byla první skutečně kosmická loď na světě , protože se mohla pohybovat pouze ve vesmíru, nebyla konstrukčně a aerodynamicky přizpůsobena k letu v zemské atmosféře.

Jeho vývoj narazil na několik překážek, které zdržely jeho první bezpilotní let asi o deset měsíců a první pilotovaný let asi o tři měsíce. Navzdory tomu se nakonec tento modul stal nejspolehlivějším komponentem systému Apollo / Saturn a výrazně překonal jeho konstrukční požadavky, které sloužily k udržení prostředků na podporu života a pohonu, umožňujících záchranu astronautů po explozi a selhání raketoplánu. servisní modul systémy za letu " Apollo 13 ".

Modul se skládá ze dvou kroků. 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.

Hmotnost lunárního modulu během letu Apolla 11 byla 15 tun, z toho 10,5 tuny bylo palivo. Výška byla 7 m, průměr 4,3 m [1] [2] [3] .

Pro výcvik posádky v ručním ovládání modulu byl vyvinut simulátor , který je schopen vytvořit podmínky pro pobyt v gravitačním poli Měsíce na Zemi.

Stupeň vzletu

Vzletový stupeň lunárního modulu má tři hlavní prostory: prostor pro posádku, střední prostor a zadní prostor pro vybavení. Pouze prostor pro posádku a centrální prostor jsou utěsněny, všechny ostatní prostory lunární kosmické lodi nejsou utěsněny . Objem hermetické kabiny je 6,7 m³, tlak v kabině je 0,337 kg/cm², atmosféra je čistý kyslík [4] .

Výška vzletového stupně je 3,76 m, průměr 4,3 m. Konstrukčně se vzletový stupeň skládá ze šesti uzlů: prostor osádky, centrální prostor, zadní prostor pro vybavení, LRE lafeta, anténní lafeta, tepelná a mikrometeorová obrazovka. Prostor pro osádku má tvar válce s vodorovnou osou (průměr 2,35 m, délka 1,07 m, objem 4,6 m³) polomonokokové konstrukce z dobře svařovaných hliníkových slitin.

Dvě pracoviště pro astronauty jsou vybavena ovládacími panely a přístrojovými deskami, systémem popruhů pro astronauty (stáli), dvěma výhledovými okny vpřed, horním oknem pro pozorování procesu dokování a dalekohledem uprostřed mezi astronauty. Aby se dosáhlo měsíčního povrchu, kabina byla zcela odtlakována, protože tam nebyla žádná vzduchová komora . Doba autonomní existence modulu (omezená především zdroji systémů podpory života a napájením) byla asi 75 hodin.

• Hmotnost včetně paliva: 4670 kg.
• Atmosféra v kabině: 100% kyslík, tlak 33 kPa .
• Voda: dvě nádrže po 19,3 kg.
• Chladicí kapalina: 11,3 kg roztoku ethylenglykolu a vody .
• Regulace teploty: jeden aktivní sublimátor (výměník tepla) "voda-led".
• Motory orientačního systému (DSO):
  • Hmotnost paliva: 287 kg.
  • Počet a tah DSO: 16 × 445 N ve čtyřech sestavách.
  • Palivo DSO: oxid dusný  - okysličovadlo; aerozine-50 ( nesymetrický dimethylhydrazin + hydrazin ) - palivo.
  • Specifický impuls DSO: 2,84 km/s.
• Vzletový motor:
  • Hmotnost paliva: 2353 kg.
  • Tah: 15,6 kN .
  • Palivo: Oxid dusnatý/aerosin-50.
  • Tlakovací systém: 2 × 2,9 kg heliové nádrže, tlak 21 MPa.
  • Specifický impuls : 3,05 km/s (311 sekund).
  • Poměr tahu k hmotnosti při vzletu: 2,124.
• Charakteristická rychlost ( delta-v ) stupně vzletu: 2220 m/s.
• Baterie: dvě 28-32 voltů , 296 Ah , stříbro-zinkové ; 56,7 kg každý.
• Palubní síť: stejnosměrný proud 28 voltů; 115 voltů, 400 Hz - AC.
• LRE RS-18 .

Přistávací plocha

Přistávací stupeň lunárního modulu v podobě křížového rámu z hliníkové slitiny nese ve středovém prostoru pohonný systém s přistávacím raketovým motorem od STL [5] .

Ve čtyřech oddílech tvořených rámem kolem centrálního oddílu jsou instalovány palivové nádrže, kyslíková nádrž, vodní nádrž, heliová nádrž, elektronické vybavení, navigační a řídicí subsystém, přistávací radar a baterie.

Čtyřnohý skládací podvozek, namontovaný na přistávací plošině, absorbuje energii nárazu při přistání lodi na měsíčním povrchu pomocí skládacích voštinových patron instalovaných v teleskopických nohách podvozku; navíc je náraz změkčen deformací voštinových vložek ve středech přistávacích pat. Tři ze čtyř patek jsou vybaveny pružnou kovovou sondou, směřující dolů a otevírající se jako metr, signalizující posádce okamžik vypnutí raketového motoru při kontaktu s měsíčním povrchem (modrá kontrolka „lunar contact“). Podvozek je ve složeném stavu až do oddělení měsíční lodi od velitelského prostoru; po oddělení na příkaz posádky lunární lodi squibové proříznou kontroly na každé noze a působením pružin se podvozek uvolní a uzamkne. Stejně jako startovací stupeň je i přistávací stupeň obklopen tepelným a mikrometeorovým ochranným štítem vyrobeným z vícevrstvého mylaru a hliníku. Výška doskoku 3,22 m, šířka (bez podvozku) 4,3 m.

Vlastnosti přistávacího stupně:

• Hmotnost včetně paliva: 10 334 kg.
• Zásoba vody: 1 nádrž, 151 kg.
• Hmotnost paliva a okysličovadla: 8165 kg.
• Tah motoru: 45,04 kN, škrcení 10-60% plného tahu.
• Složky paliva: Oxid dusnatý/aerosin-50.
• Plnicí nádrž: 1 × 22 kg nádrž, plnicí plyn - helium, tlak 10,72 kPa.
• Specifický impuls: 3,05 km/s (311 sekund).
• Charakteristická rychlost přistávacího stupně (delta-v): 2470 m/s.
• Baterie: 4 (na Apollo 9-14) nebo 5 (na Apollo 15-17) 28-32 V, 415 Ah, stříbro-zinek, hmotnost každé 61,2 kg.

Řídicí systém

Řídicí systém lunárního modulu kosmické lodi Apollo se skládal z následujících hlavních komponent [6] [7] :

• podsystém nouzového navádění;
• gyroskopický stabilizátor ;
• gyroskopický plošinový výstavní dalekohled;
• setkání a přistávací radary [8] ;
• Rukojeti pro ruční ovládání zařízení;
• ovládací a indikační panel;
• převodníky "analogový kód" ;
• BTsVM ;
• převodníky "kód-analogové" ;
• telemetrická a časová služba;
• software motoru;
• vztlakové, přistávací a stabilizační motory;
• ukazatele orientace a úhlové rychlosti;
• horizontální ukazatel rychlosti;
• poplach.

Přistání a vzlet

Přistání

Lunární modul nejprve vysunul podvozek, ukotvil se z orbitálního, odletěl na 3 kilometry, umístil se do prostoru tak, aby astronauti byli čelem k povrchu Měsíce, nohama ve směru pohybu modulu. To znamená, že pro astronauty povrch Měsíce „letěl“ zdola nahoru. Později se přesunul na přistávací dráhu a poté zapnul motor a sestoupil z oběžné dráhy. Dále se modul otáčel – astronauti byli umístěni zády k Měsíci a stejně jako předtím nohama ve směru pohybu modulu. Při přistání se lunární modul stal vertikálním a astronauti umístili nohy na povrch Měsíce. Když se sondy dotkly povrchu, motor se mohl vypnout a plavidlo by přistálo.

Vzestup

Po pobytu na Měsíci se vzletový stupeň oddělil od přistávacího, zapnul motor, dostal se na oběžnou dráhu a zakotvil s orbitální lodí. Astronauti se přesunuli ze startovacího stupně do velitelského modulu a nesli vzorky měsíční půdy. Později byl ze vzletového stupně vypuštěn vzduch a došlo k odpojení. Poté, co orbiter odletěl, startovací stupeň zapnul motor, vyletěl z oběžné dráhy a zřítil se na Měsíc.

Lety lunárních modulů

Ilustrace

• LM-1

• LM-2

• LTA-2R

• LM-3

• LM-4

• LM-5

• LM-6

• LM-7

• LM-8

• LM-9

• LM-10

• LM-11

• LM-12

• Výkres umístění zařízení. Obecná forma. (1 ze 2)

• Výkres umístění zařízení. Obecná forma. (2 ze 2)

• Výkres ovládacího panelu

• Plán přistávacích nohou

Poznámky

1. ↑ Levantovský, 1970 , s. 272.
2. ↑ Technický popis lunárního modulu a jeho subsystémů Archivováno 14. ledna 2009 na Wayback Machine . Dokument NASA
3. ↑ Apollo Lunar Module News Reference, 1974 .
4. ↑ Johnston, Richard S., Michel, Edward L., Smith, George B., Jr. Úvahy o plynném prostředí a programy hodnocení vedoucí k výběru atmosféry kosmické lodi / Technická zpráva NASA NASA -TN-D-2506. 1. ledna 1965
5. ↑ Technická zpráva o R&D LRE Landing (LMDE). Archivováno 12. listopadu 2013 na Wayback Machine TRW Systems
6. ↑ Gorelik A. L., Butko G. I., Belousov Yu. A. Palubní počítače. - M .: Mashinostroenie, 1975. - 204 s.
7. ↑ Butko G. I., Ivnitsky V. A., Poryvkin Yu. P. Hodnocení charakteristik systémů řízení letadel. - M .: Mashinostroenie, 1983. - 272 s.
8. ↑ Příručka radaru. T. 3. Radarová zařízení a systémy. - M., Sovětský rozhlas, 1979. - str. 462-473

Odkazy

• Program Apollo na stránkách Smithsonian Air and Space Museum 
•  Referenční informace o lunárním modulu Apollo . — New York: Grumman Aerospace Corporation, 1974.
• Kelly, Thomas J. (2001). Moon Lander: How We Developed the Apollo Lunar Module (Smithsonian History of Aviation and Spaceflight Series). Smithsonian Institution Press. ISBN 1-56098-998-X .
• Baker, David (1981). Historie pilotovaných vesmírných letů . Crown Publishers. ISBN 0-517-54377-X
• Brooks, Courtney J., Grimwood, James M. a Swenson, Loyd S. Jr (1979) Chariots for Apollo: A History of Manned Lunar Spacecraft NASA SP-4205.
• Sullivan, Scott P. (2004) Virtuální LM: Obrazový esej o konstrukci a konstrukci lunárního modulu Apollo . Knihy Apogee . ISBN 1-894959-14-0
• Stoff, Joshuo. (2004) Stavba měsíčních lodí: Lunární modul Grumman . Nakladatelství Arcadia. ISBN 0-7385-3586-9
• Stengel, Robert F. (1970). Manual Attitude Control of the Lunar Module , J. Spacecraft and Rockets, sv. 7, č. 8, str. 941-948.
• Levantovsky VI Mechanika kosmického letu v elementárním podání. - M. : Nauka, 1970. - 492 s.

Slovníky a encyklopedie	Britannica (online)
V bibliografických katalozích	J9U : 987007538680505171 LCCN : sh85078854