Місячний модуль - факти програми «Аполлон»

Місячний модуль (або місячний корабель. Або місячний відсік. Англ. Lunar Module. LM; рання назва англ. LEM - Lunar Excursion Module) - складова частина корабля «Аполлон», призначена для доставки двох астронавтів на поверхню Місяця з місячної орбіти і їх повернення на місячну орбіту з подальшою стикуванням з орбітальним кораблем. Фактично був окремим двомісний двоступеневий корабель.

Під час старту до Місяця за допомогою ракети «Сатурн-5» місячний модуль знаходився всередині адаптера. на шляху до Місяця проводилася перестиковка: орбітальний корабель відокремлювався від адаптера, стикувався з місячним модулем і витягував його з адаптера, після чого зв'язка продовжувала політ до Місяця в зістикованому стані. На навколомісячної орбіті модуль з двома астронавтами (перебували всередині злітної ступені) отстиковивался, виробляв посадку на поверхню за допомогою двигуна посадкової ступені. Після закінчення роботи на поверхні астронавти поверталися у злітну щабель, яка, залишивши посадкову щабель на Місяці, стартувала на окололунную орбіту. При цьому посадкова щабель використовувалася в якості стартового столу. На орбіті злітна ступінь стикувалася з орбітальним кораблем, і астронавти поверталися в командний модуль. Перед відльотом до Землі злітна ступінь знову отстиковивалась і надалі падала на Місяць.

Grumman Aircraft Engineering

Ширина по діагональним стійок шасі:

до 16,5 тонн (в останніх експедиціях «Аполлон-15. -16. -17»; в перших від 14,0 тонн - «Аполлон-12»)

Маса посадкової ступені:

Маса злітної ступені:

тяга 476 кгс - 4760 кгс, питома імпульс близько 300 з

тяга 1590 кгс, питома імпульс ок. 300 з

16 двигунів (в 4 блоках), тяга по 45,5 кгс, питома імпульс близько 240 з

пальне - аерозін-50 (суміш 50/50 гідразину і несиметричного диметилгидразина), окислювач - чотириокис азоту (N2 O4)

Місячний модуль складається з двох ступенів: посадкової і злітної. Житловий є тільки злітна ступінь, вона також містить всі системи управління і більшу частину інших систем. Посадкова щабель служить для гальмування корабля при сходженні з навколомісячної орбіти, для забезпечення його посадки, а також містить наукові прилади та інше обладнання, основна частина якого залишається на Місяці після відльоту екіпажу.

посадкова щабель

злітна ступінь

Злітна ступінь складається з 3 основних відсіків: герметичні відсік екіпажу і центральний відсік, а також негерметичний задній відсік обладнання. Висота злітної ступені 3,4 м, діаметр 4,3 м. На бічній поверхні на виносних фермах знаходяться 4 блоки двигунів реактивної системи управління по 4 двигуна в кожному блоці. Зверху розташовуються антени системи зв'язку (S-діапазон і УКВ). Зовні щабель покрита тепловим і мікрометеорних екранами. Відсік екіпажу є лежить на боці циліндр діаметром 2,35 м і довжиною 1,07 м (об'єм 4,6 м3). Окремо розташовуються баки з паливом і окислювачем, з балони з газом наддуву (гелій), баки з рідким киснем, ємності з водою та інше обладнання.

Злітна ступінь прикріплена в чотирьох точках до посадкової ступені за допомогою пирозамков, розриваються при поділі ступенів. Є також канал, через які проходять електричні та інші комунікації, що зв'язують ступені.

1 Люк стикувального вузла відсіку екіпажу і місячної кабіни.
2 Люк для входу в герметизированную кабіну.
3 Дві антени метрового діапазону.
4 Бак окислювача для двигунів системи орієнтації (N2 O4).
5 Блок автоматики.
6 Бачок з водою.
7 Балон з гелієм для витіснювальний системи подачі палива в двигуни системи орієнтації.
8 Бак пального для двигунів системи орієнтації.
9 Бак пального для основного двигуна злітної ступені.
10 Блок двигунів системи орієнтації.
11 Радиоизотопная енергетична установка.
12 Телескопічна стійка посадочного шасі.
13 Тарілчаста опора посадкового шасі.
14 Поперечний елемент шасі.
15 Бак пального основного двигуна посадкової ступені (2 шт.).
16 Двигун посадкової ступені з регульованою тягою.
17 Бак з окислювачем двигуна посадкової ступені (2 шт.).
18 Висувна антена діапазону S (використовується на поверхні Місяця).
19 Посадкова щабель.
20 Сходи для спуску астронавтів на поверхню Місяця.
21 Теплоізоляція.
22 Майданчик з поручнями.
23 Основний двигун злітною ступені.
24 Автономна ранцева система життєзабезпечення.
25 Дефлектори для відхилення стікали газів з сопла.
26 Вентилятор для забезпечення циркуляції кисню в кабіні.
27 Проблисковий джерело світла.
28 Пульт управління місячною кабіною.
29 Антена діапазону S, яка використовується під час польоту.
30 Антена радіолокатора, що забезпечує зустріч на орбіті.
31 Поворотна антена діапазону S.
[4]

Необхідність в окремому кораблі для посадки на Місяць виникла після того, як було прийнято рішення про однопусковой схемою польоту із зустріччю на місячній орбіті. Перша назва місячного модуля (англ. Lunar Module, LM) було «місячний екскурсійний модуль», (англ. Lunar Excursion Module, LEM), нинішню назву з'явилося пізніше. Проте, абревіатура «LEM» до сих пір зустрічається в літературі.

У початкових проектах конструкції були присутні великі вікна і сидіння для астронавтів. Сучасного вигляду модуль придбав на початку 1963 року, коли були визначені конструкції злітної і посадкового двигуна. Згодом для зменшення маси і підвищення безпеки конструкція кілька разів переглядалася. Сидіння були видалені, вікна були зменшені, конструкція полегшена. Спочатку передбачалося, що джерелом електроживлення будуть паливні елементи розробки Pratt and Whitney. проте в початку 1965 року ці фірми були замінені батареями. Також початкові варіанти шасі припускали три ноги; згодом їх кількість збільшили до п'яти (щоб підвищити стійкість у разі пошкодження однієї з ніг), проте заради зменшення ваги число ніг в остаточному варіанті звелося до чотирьох.

Щоб навчитися літати і здійснювати посадку на місячному модулі, астронавти вправлялися на спеціально побудованих для цього апаратах вертикального зльоту і посадки. система управління яких була подібна системі управління модуля. У дослідницькому центрі Ленглі був споруджений портальний кран заввишки близько 60 метрів і довжиною близько 120 метрів. Випробувальний апарат підвішувався під цим краном і міг управлятися за допомогою руху крана.

«Аполлон-5»

«Аполлон-9»

За програмою командний модуль повинен був зробити посадку в Атлантичному океані на 370 км на південний захід від Бермудських островів, але внаслідок несприятливої ​​погоди місце посадки було перенесено на кілька сот кілометрів.

Політ «Аполлона-9» тривав близько 10 днів. [3]

«Аполлон-10»

Місячний модуль «Аполлона-10», підготовлений до приєднання до адаптерy. (С) НАСА [6]

Першим польотом на Місяць і місячного модуля був політ «Аполлона-10» 18 травня 1969 роки; це було останнє випробування модуля перед посадкою. Корабель «Аполлон», що включав в себе орбітальний корабель і місячний модуль, був запущений на навколоземну орбіту ракетою «Сатурн-5». Програма польоту передбачала випробування всіх етапів експедиції з висадкою на Місяць, за винятком етапу гальмування і посадки на Місяць і зльоту з Місяця. Програма випробувань модуля включала в себе проведення всіх маневрів на орбіті супутника Місяця з проведенням всіх маневрів, необхідних для посадки на Місяць і зниження до висоти 15 км над поверхнею Місяця, перевірку управління місячним кораблем основний і аварійної системами навігації і управління; випробування радіолокатора зустрічі на орбіті на дальності близько 600 км; випробування посадкового радіолокатора протягом 800 сек, модуль двічі проходив над майбутнім місцем посадки «Аполлона-11»; огляд і фотографування місця майбутньої посадки «Аполлона-11», вивчення орієнтирів на підході до місця посадки.

Через 3 дні після старту на ракеті «Сатурн-5» орбітальний корабель з пристикованим місячним модулем вийшли (з допомогою двигуна орбітального корабля) на окололунную орбіту з параметрами приблизно 310 км х 110 км. Після двох витків орбіта була округлена, підсумкова висота склала близько 110 км. 22 травня місячний модуль відстикувався від орбітального корабля і почав самостійне маневрування. Астронавти включили двигун посадкової ступені і перевели модуль на еліптичну траєкторію зниження 113 км х 14 км. Поблизу периселеній були проведені випробування посадкового радіолокатора, а також спостереження місця майбутньої посадки «Аполлона-11». Через гравітаційних аномалій поля Місяця місячний модуль не пройшов точно над місцем посадки, як планувалося, а відхилився на південь на кілька кілометрів.

Після проходження периселеній двигун посадкової ступені перевів модуль на фазує орбіту 360 км х 22 км. Коли модуль вдруге проходив над місцем посадки «Аполлона-11», то він опинився позаду орбітального корабля в положенні, відповідному імітації зльоту з поверхні Місяця після посадки. На висоті 22 км над місцем посадки «Аполлона-11» була скинута посадкова щабель, а злітна ступінь була уведена на безпечну відстань. Раптово щабель почало кидати в різні боки, повертати по крену і тангажу. Командир місячного модуля Стаффорд вимкнув автопілот і за допомогою ручного управління стабілізував злітну щабель. Найбільш імовірною причиною події було помилкове положення тумблера управління.

Після стабілізації злітної ступені почалися операції по зближенню і зустрічі з орбітальним кораблем. Після декількох маневрів злітна ступінь перейшла на концентричну орбіту з постійною різницею висот 28 км нижче орбіти корабля. Потім було вироблено зближення кораблів. Через 8 годин після початку самостійних маневрів злітна ступінь зістикувалася з орбітальним кораблем. Після повернення астронавтів з злітної ступені в командний модуль злітна ступінь була відстикувався від корабля. За командою з Землі був включений двигун злітною ступені до повного витрачання палива, щоб перевести її на геліоцентричну орбіту. Ще через добу орбітальний корабель стартував до Землі. Посадка відбулася 26 травня в Тихому океані поблизу авіаносця «Прінстон».

У польоті успішно пройшли випробування всіх систем місячного модуля - рухових установок, посадкової і злітної ступенів, основний і аварійної системи навігації і управління та радіообладнання, астронавти набули досвіду навігації і управління модулем на місячній орбіті.

Політ «Аполлона-10» тривав близько 8 днів. [3]