Лунният модул на Аполо: дефиниция, устройство и исторически мисии

Лунният модул на Аполо: история, устройство и ключови мисии — от Eagle на Аполо 11 до спасяването на екипажа на Аполо 13. Технология и наследство.

Лунният модул (ЛМ) на "Аполо" е специализирано космическо превозно средство, което наподобява исполински "паяк" и е предназначено за кацане на Луната и връщане в лунна орбита. Построен е за американската програма "Аполо", за да превозва екипаж от двама души от лунната орбита до повърхността и обратно към командния модул. Лунният модул е проектиран единствено за работа във вакуум и при ниска гравитация — той няма термичен щит и не е пригоден за влизане в атмосфера.

Кратка история и разработка

ЛМ е последният разработван "хардуер" на "Аполо". Началото на проекта за Лунен модул беше отложено, докато НАСА реши да използва подхода на среща в лунната орбита (rendezvous in lunar orbit), което изискваше специализирано кацащо превозно средство като ЛМ. Договорът с основния конструктор — Grumman Aircraft Engineering Corporation — е подписан през януари 1963 г., почти две години след началото на проекта "Аполо".

Първите полети на ЛМ бяха изпитателни: Apollo 5 (без екипаж) тества основните двигателни и управляващи системи в орбита около Земята; Apollo 9 проведе пълен опит с екипаж и проверка на маневрите за излитане и скачване в околоземна орбита; Apollo 10 беше „репетиция“ в лунна орбита, при която ЛМ се спусна близо до повърхността, но не кацна. Накрая, на 20 юли 1969 г. ЛМ Eagle на "Аполо 11" извърши първото пилотирано кацане на Луната.

Устройство и основни системи

Лунният модул има характерна двустепенна конструкция:

• Спускателна степен (descent stage) — съдържаше двигателя за меко кацане (тротълваем/регулируем), резервоари за гориво и окислител, кацателни крака с амортизация, работа и складове за инструменти и научни прибори. От нея астронавтите слизаха до лунната повърхност и тя оставаше на повърхността след излитането на горната степен.
• Излитателна степен (ascent stage) — представляваше кабината за два астронавта с контролни уреди, прозорци и система за животоподдържане, радиовръзка, навигационна апаратура и двигател за излитане от Луната и скачване с командния модул в орбита. Тази степен се връщаше в лунна орбита и след скачване бе изхвърлена.

Материалите и конструкцията бяха оптимизирани за ниско тегло — рамката и обшивката използваха леки сплави и подсилени панели. ЛМ беше оборудван със собствен компютър за навигация и управление (Apollo Guidance Computer) и с DSKY интерфейс за екипажа, радар за кацане и система за радио и телевизионна връзка с Земята и командния модул.

Двигателите използваха стерилни (стабилни при съхранение) хиперголни пропеланти (стартови и маневрени двигатели с хиперголни горива), което позволи продължително съхранение и надеждно запалване в космоса. Спускателният двигател бе тротълваем, за да позволява прецизни спускания, докато излитателният двигател обикновено бе с фиксирана тяга и проектиран за голяма надеждност.

Операция и особености

ЛМ се отделяше от командно-адмисионния модул в лунна орбита, извършваше дистатично спускане и кацане чрез пилотирани маневри и автоматични режими. След завършване на работата на повърхността, излитателната степен стартира, изведе астронавтите обратно в орбита и извърши скачване и трансфер на екипажа и пробите в командния модул.

Поради липсата на аеродинамична форма и необходимостта от минимално тегло, интериорът бе тесен, с основен набор от житейски системи за краткотрайно използване на повърхността. ЛМ беше проектиран да поддържа екипажа за ограничено време на лунната повърхност — достатъчно за извършване на научни експерименти и събиране на проби, но не и за дългосрочно обитаване.

Исторически мисии и значение

Освен успешните кацания на Аполо 11, ЛМ беше използван за следните пилотирани кацания: Аполо 12, Аполо 14, Аполо 15, Аполо 16 и Аполо 17. Тези мисии доведоха до значителни научни постижения — проби от лунната кора, геоложки проучвания и поставяне на научни апарати.

При Аполо 13 настъпи тежка авария: взрив на кислороден резервоар в командно-адмисионния модул направи връщането до Земята в нормален режим невъзможно. Лунният модул на "Аполо 13", наречен "Водолей", изигра решаваща роля — той бе използван като аварийна прибежищна капсула (lifeboat), осигурявайки енергия, кислород и двигателни възможности за пренасочване и оцеляване на тримата астронавти до успешното завръщане на Земята.

Технически и културни бележки

• Лунният модул е едно от най-специализираните космически превозни средства в историята — създадено единствено за кацане и излитане в условия на вакуум без атмосферно нагряване.
• Имаше две основни версии: ранните прототипи (Block I) за тестове и по-усъвършенстваните Block II, използвани при пилотираните лунни кацания.
• Дизайнът на ЛМ и успехът на мисии с него ускориха развитието на навигационни системи, компютърна техника и инженерни решения за леки структури и управление в космоса.

След края на програмата "Аполо" Лунният модул вече не беше използван в оперативни мисии; последното кацане беше с Apollo 17 през декември 1972 г. Въпреки това наследството на ЛМ остава централно за технологията на пилотираните кацания на други тела и за бъдещите планове за връщане на хора на Луната.

Спецификации

LM се състоеше от етап на изкачване и етап на прибиране.

Етап на спускане

Това беше безпилотната долна част на LM. тя изглеждаше като осмоъгълна форма и Изработена от алуминиева смес с четири крака за кацане, съдържаше батериите и кислородния резервоар и научното оборудване, което се използваше за спускането до Луната и престоя на астронавтите на Луната. Модулът се приземи на Луната в района на Колумб.

По време на мисията за кацане на Луната двигателят за спускане ще бъде задействан, за да започне падането на LM от 110 км в лунна орбита надолу към Луната и LM ще може да се спусне вертикално и да зависне над повърхността на Луната. След като двамата мъже завършат престоя си на повърхността, спускаемата степен ще послужи като стартова база за изстрелване на двигателя за изкачване, за да се издигне горната половина на LM от Луната. ^[]

Етап на изкачване

Това беше заоблената горна част на LM, командният център и кабината на екипажа, както и ракетата-носител за излитане от Луната.

За да се намали теглото, мъжете нямаха седалки. Те стояха, хлабаво придържани с ремъци. Отпред и от двете им страни бяха разположени контролни панели за системите за управление, комуникация, околна среда и задвижване на LM. От лявата страна имаше прозорец, през който командирът можеше да гледа навън, за да управлява LM. Над главата в средната част се намираше люкът с диаметър 90 см (35 инча), през който астронавтите се прехвърляха към и от командния модул, когато двата апарата бяха свързани. Ракетата за изкачване на LM към командния модул се намираше под палубата на средната секция. Въпреки че ракетата за издигане беше малка, тя беше достатъчна, защото слабата гравитация на Луната - една шеста от земната - означаваше, че LM нямаше да се нуждае от силен тласък, за да се издигне от лунната повърхност. ^[]

Чертеж на LM

Въпроси и отговори

В: Какво представляваше лунният модул (LM) на Аполо?

В: Кога е разработен LM?

Въпрос: Какво е значението на LM за програмата "Аполо"?

В: Кое е първото пилотирано кацане на Луната с помощта на LM?

Въпрос: При кои мисии на "Аполо" са извършени лунни кацания с помощта на LM?

В: Какво се случи по време на мисията "Аполо 13"?

В: Каква е ролята на LM на "Аполо 13", наречен "Водолей"?

Търсене по буква