Аполлон (космический корабль)

редактировать
Полный стек космических кораблей Аполлон: система запуска и спасения, командный модуль, служебный модуль, Лунный Модуль и космический корабль - адаптер LM CSM Apollo 17, видимый на лунной орбите со ступени подъема лунного модуля

Космический корабль Apollo состоял из трех частей, предназначенных для выполнения Американская программа Apollo ставит цель высадить астронавтов на Луну к концу 1960-х годов и благополучно вернуть их на Землю. Одноразовый космический корабль состоял из комбинированного командно-служебного модуля (CSM) и лунного модуля Apollo (LM). Два дополнительных компонента дополнили стек космических аппаратов для сборки космических аппаратов: адаптер "космический корабль – LM" (SLA), предназначенный для защиты LM от аэродинамического напряжения при запуске и для подключения CSM к ракете-носителю Saturn и система аварийного выхода (LES) для безопасного переноса экипажа в командном модуле от ракеты-носителя в случае аварийной ситуации при запуске.

Конструкция была основана на подходе сближения с лунной орбитой : два пристыкованных космических корабля были отправлены на Луну и вышли на лунную орбиту. Пока LM отделился и приземлился, CSM оставался на орбите. После полета на Луну два корабля встретились и состыковались на лунной орбите, а CSM вернул команду на Землю. Командный модуль был единственной частью космического корабля, вернувшейся с экипажем на поверхность Земли.

LES был сброшен во время запуска по достижении точки, где он больше не нужен, и SLA оставался прикрепленным к верхней ступени ракеты-носителя. Два беспилотных CSM, один LM без экипажа и один CSM с экипажем были доставлены в космос ракетами-носителями Saturn IB для полетов на околоземную орбиту "Аполлон". Более крупный Saturn Vs запустил два беспилотных CSM в испытательных полетах на высокой околоземной орбите, CSM в одной лунной миссии с экипажем, полный космический корабль в одной миссии на низкой околоземной орбите с экипажем и восемь лунных миссий с экипажем. После завершения программы Apollo, четыре CSM были запущены на космических аппаратах Saturn для трех орбитальных миссий Skylab на околоземной орбите и испытательного проекта Apollo-Союз.

Содержание
  • 1 Командно-служебный модуль
    • 1.1 Командный модуль (CM)
    • 1.2 Сервисный модуль (SM)
  • 2 Лунный модуль (LM)
  • 3 Адаптер космического корабля и лунного модуля (SLA)
    • 3.1 Технические характеристики
  • 4 Система аварийного выхода ( LES)
    • 4.1 Основные компоненты
    • 4.2 Технические характеристики
    • 4.3 Прерывание испытаний
  • 5 Текущее местоположение космического корабля
  • 6 Ссылки
  • 7 Внешние ссылки
Командно-сервисный модуль

Большая часть космического корабля «Аполлон» представляла собой трехместный аппарат, предназначенный для орбитального, транслунного и лунно-орбитального полета и возвращения на Землю. Он состоял из командного модуля, поддерживаемого служебным модулем, построенным компанией North American Aviation (позднее North American Rockwell ).

Командный модуль (CM)

Командный модуль Аполлона и его положение на вершине Сатурна V

Командный модуль был центром управления космическим кораблем «Аполлон» и жилыми помещениями для трех членов экипажа. Он содержал герметичную главную кабину экипажа, кушетки для экипажа, панель управления и приборную панель, основную систему наведения, навигации и управления, системы связи, систему экологического контроля, батареи, тепловой экран, система управления реакцией для обеспечения ориентации, переднего стыковочного люка, бокового люка, пяти окон и системы восстановления парашюта. Это была единственная часть космического корабля Аполлон / Сатурн, которая вернулась на Землю в целости и сохранности.

Сервисный модуль (SM)

Сервисный модуль Apollo

Сервисный модуль был без давления и содержал основной рабочий силовой двигатель и гиперголовый пропеллент для входа и покинуть лунную орбиту, систему управления реакцией для обеспечения ориентации и поступательного способности, топливные элементы с реагентами водорода и кислорода, радиаторы для сброса отработанного тепла в космос и усиление антенны. Кислород также использовался для дыхания, а топливные элементы производили воду для питья и контроля окружающей среды. На Apollo 15, 16 и 17 он также нес комплект научных инструментов с картографической камерой и небольшим вспомогательным спутником для изучения Луны.

Большую часть служебного модуля занимали топливо и маршевый двигатель. Способный к многократным перезапускам, этот двигатель выводил космический корабль «Аполлон» на лунную орбиту и выходил с нее и использовался для корректировки промежуточного курса между Землей и Луной.

Служебный модуль оставался присоединенным к командному модулю на протяжении всей миссии. Он был сброшен незадолго до того, как снова вошел в атмосферу Земли.

Лунный модуль (LM)
Лунный модуль Аполлона

Лунный модуль Аполлона был отдельным аппаратом, предназначенным для посадки на Луну и возвращения на лунную орбиту, и был первым настоящий «космический корабль», поскольку он летел исключительно в космическом вакууме. Он состоял из ступени спуска и ступени восхождения. Он поставлял системы жизнеобеспечения двух астронавтов на срок до четырех-пяти дней в миссиях Аполлона 15, 16 и 17. Космический корабль был спроектирован и изготовлен Grumman Aircraft Company.

. На ступени спуска находились шасси, антенна посадочного радара, двигательная установка и топливо для посадки на Луну. В нем также было несколько грузовых отсеков, которые использовались для перевозки, среди прочего: экспериментальных пакетов Apollo Lunar Surface Experiment ALSEP, модульного транспортера оборудования (MET) (тележка с ручной тягой, используемая на Apollo 14 ), лунный вездеход (Apollo 15, 16 и 17 ), наземная телевизионная камера, наземные инструменты и ящики для сбора лунных образцов.

Этап подъема содержал кабину экипажа, приборные панели, потолочный люк / стыковочный люк, носовой люк, оптические и электронные системы наведения, систему управления реакцией, радиолокационные и коммуникационные антенны, подъемный ракетный двигатель и топливо для возврата на лунную орбиту и рандеву с командным и служебным модулями Аполлона.

Адаптер космического корабля к лунному модулю (SLA)
Адаптер космического корабля Apollo к LM

Адаптер космического корабля к LM (SLA), построенный North American Aviation (Rockwell), представлял собой коническую алюминиевую конструкцию соединяющий служебный модуль с ступенью ракеты Сатурн S-IVB. Он также защищал LM, сопло двигателя рабочей силовой установки и ракету-носитель для обслуживания шлангокабеля модуля во время запуска и всплытия в атмосфере.

SLA состояло из четырех фиксированных 7-футов (2,1 м) высоты. панели, прикрепленные болтами к приборному блоку наверху сцены S-IVB, которые через петли были соединены с четырьмя панелями высотой 21 фут (6,4 м), которые открывались сверху похожи на лепестки цветов.

SLA был изготовлен из алюминиевого сотового материала толщиной 1,7 дюйма (43 мм). Снаружи SLA был покрыт тонким (0,03–0,2 дюйма или 0,76–5,08 мм) слоем пробки и окрашен в белый цвет для минимизации термических напряжений во время запуска и всплытия.

Сервисный модуль был прикреплен болтами к фланцу. в верхней части более длинных панелей, а питание многократно-резервированной пиротехники SLA обеспечивалось шлангокабелем. Поскольку отказ от отделения от ступени S-IVB может привести к тому, что экипаж окажется на орбите, в системе разделения использовалось несколько сигнальных путей, несколько детонаторов и несколько взрывных зарядов, при которых детонация одного заряда могла вызвать взрыв другого. если детонатор на этом заряде не сработал.

Одна из панелей SLA на Apollo 7 не открылась полностью на рассчитанные 45 градусов. Перестановка CSM, стыковка и извлечение LM Панели адаптера отпадать от LM, когда CSM переворачивает Панели адаптера отброшены, и CSM отключен. повернут на 180 градусов CSM отводит LM от третьей ступени Saturn 5 CSM стыкуется с LM и отводит его от третьей ступени Saturn V.

В космосе астронавты нажимали кнопку «CSM / LV Sep» на панели управления, чтобы отделить CSM от ракета-носитель. Детонирующий шнур загорелся вокруг фланца между SM и SLA и вдоль стыков между четырьмя панелями SLA, высвободив SM и разорвав соединения между панелями. Пиротехнические подруливающие устройства с двойным резервированием на нижнем конце панелей SLA затем сработали, чтобы повернуть их вокруг петель со скоростью 30-60 градусов в секунду.

Во время всех полетов через Apollo 7 панели SLA оставались шарнирно прикрепленными к S-IVB и открывались под углом 45 градусов, как первоначально было задумано. Но когда экипаж Apollo 7 практиковался в сближении с S-IVB / SLA, содержащим фиктивную стыковочную цель, одна панель не открывалась на полные 45 градусов, вызывая обеспокоенность по поводу возможности столкновения между космическим кораблем и панелями SLA во время стыковки и извлечения. LM в лунной миссии. Это привело к изменению конструкции с использованием подпружиненной системы снятия петель, которая высвобождает панели под углом 45 градусов и отталкивает их от S-IVB со скоростью около 8 км / ч (5 миль в час)., поместив их на безопасное расстояние к тому времени, когда астронавты оттащили CSM от него, повернули его на 180 градусов и вернулись для стыковки.

LM был подключен к SLA в четырех точках вокруг нижних панелей. После того, как астронавты пристыковали CSM к LM, они взорвали заряды, чтобы разъединить эти соединения, и гильотина разорвала шлангокабель между LM и приборным блоком. После срабатывания зарядов пружины оттолкнули LM от S-IVB, и астронавты могли продолжить свой полет к Луне.

Технические характеристики

  • Высота: 28 футов (8,5 м)
  • Диаметр вершины: 12 футов 10 дюймов (3,9 м) Конец служебного модуля
  • Диаметр основания: 21 футов 8 6,6 м (6,6 м) S-IVB конец
  • Вес: 4 050 фунтов (1840 кг)
  • Объем: 6 700 куб. футов (190 м), полезный объем 4900 куб. футов (140 м) Система эвакуации при запуске (LES)
Тест на прерывание с пусковой площадки (2), демонстрирующий работу двигателя шага и запуска двигателя для эвакуации

Система аварийного выхода Apollo (LES) была построена компанией Lockheed Рота "Движение". Его цель состояла в том, чтобы прервать миссию, отодвинув КМ (кабину экипажа) от ракеты-носителя в аварийной ситуации, например, при пожаре на площадке перед запуском, отказе наведения или отказе ракеты-носителя, который может привести к неминуемому взрыву.

LES включал три провода, которые проходили снаружи ракеты-носителя. Если сигналы от любых двух проводов будут потеряны, LES активируется автоматически. В качестве альтернативы, командир мог активировать систему вручную, используя один из двух дескрипторов контроллера трансляции, которые были переведены в специальный режим прерывания для запуска. При активации LES запускает твердотопливную аварийную ракету и открывает систему canard, чтобы направить КМ подальше от ракеты-носителя, попавшей в беду, и с ее пути. Затем LES сбрасывается, и КМ приземляется со своей системой восстановления парашютом.

Если аварийная ситуация произошла на стартовой площадке, LES поднимет CM на высоту, достаточную для безопасного развертывания спасательных парашютов, прежде чем они коснутся земли.

В отсутствие аварийной ситуации LES обычно сбрасывали через 20 или 30 секунд после зажигания второй ступени ракеты-носителя с использованием отдельного твердотопливного ракетного двигателя, изготовленного Thiokol Chemical Company. Режимы прерывания после этого момента будут выполняться без LES. LES перевозился, но никогда не использовался в четырех полетах Аполлона без экипажа и пятнадцати пилотируемых полетах Аполлона, Скайлэба и Испытательного проекта Аполлон-Союз.

Основные компоненты

Компоненты системы аварийного спасения Apollo
Носовой обтекатель и Q-шар
Носовой обтекатель LES содержал набор из 8 трубок Пито для измерения давления в структуре, известной как «Q-ball». Эти датчики были подключены к управляющим компьютерам КМ и ракеты-носителя «Сатурн», что позволило рассчитать динамическое давление (q) во время полета в атмосфере, а также угол атаки в случае прерывания.
Крышка Q-ball
Пенополистирольная крышка, снятая за несколько секунд до запуска, защищала трубки Пито от забивания мусором. Крышка была разделена пополам по вертикали и скреплена 2-дюймовой (51 мм) резинкой. За резинкой находилось лезвие бритвы, зажатое между половинками крышки. Проволочный кабель был подключен к верхней и нижней части бритвенного лезвия и к обеим половинам крышки. Кабель был проложен через шкив на кране с головкой-молота наверху пусковой вышки шлангокабеля (LUT) вниз к трубе на правой стороне 360-футового (110 м) уровня LUT. Кабель был соединен с цилиндрическим грузом внутри трубы. Груз опирался на рычаг, управляемый пневматическим электромагнитным клапаном. Когда клапан приводился в действие из Центра управления запуском (LCC), пневматическое давление 600 фунтов на кв. Дюйм GN2 (газообразный азот) поворачивало рычаг вниз, позволяя грузу опуститься вниз по трубе. Падающий груз тянул за трос, который тянул за лезвие, разрезавшее резиновую ленту, а трос оттягивал половинки крышки от ракеты-носителя. Очевидная чрезмерная инженерия этой системы безопасности была связана с тем, что система аварийного покидания, которая зависела от данных Q-ball, была задействована за 5 минут до запуска, так что снятие крышки Q-ball было жизненно важной частью Возможное прерывание пэда.
Узел Canard и двигатель шага
Они работали вместе, чтобы направить CM с прямого пути в сторону во время аварийной ситуации. Это сбило бы КМ с траектории полета взрывающейся ракеты-носителя. Это также направило бы КМ на приземление сбоку от любого огня стартовой площадки, а не в его центре.
Запуск двигателя аварийного выхода
Основной твердотопливный ракетный двигатель внутри длинной трубы с четырьмя выхлопными соплами, установленными под коническим обтекателем. Это быстро уведет КМ от аварийной ситуации при запуске.
Выбросный двигатель башни
Твердотопливный двигатель меньшего размера с двумя выхлопными соплами, установленными в трубе над аварийным двигателем. Это позволило отказаться от всей системы аварийного спасения после того, как в ней больше не было необходимости, через некоторое время после возгорания второй ступени.
Башня аварийного выхода для запуска
A ферма каркас из труб, которые прикрепляли обтекатель аварийного двигателя к КМ.
Защитный кожух форсунки
Полая коническая конструкция из стекловолокна, защищающая парашютный отсек КМ и обеспечивающая гладкую аэродинамическую защиту стыковочного туннеля и зонда. После того, как во время первых летных испытаний LES была обнаружена эрозия окон пилота выхлопным газом аварийного двигателя, была добавлена ​​задняя защитная крышка, окружающая всю верхнюю поверхность КМ.

Технические характеристики

Тесты прерывания

Текущее местоположение космического корабля

Расположение всех командных модулей и всех невыполненных служебных модулей перечислено в Команда Apollo и служебный модуль # произведенные CSM. (Все пилотируемые служебные модули сгорели в атмосфере Земли по завершении миссий.)

Расположение всех лунных модулей указано в Лунный модуль Аполлона # Произведенные лунные модули.

Справочная информация
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-06-11 20:34:38
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте