Profil misji Apollo

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Profil misji Apollo[ | edytuj kod]

Profil standardowej misji programu Apollo zawiera wszystkie elementy misji niezbędne do lądowania człowieka na powierzchni Księżyca i niezbędne do powrotu na Ziemię. Moduł księżycowy LM znajdował się w adapterze SLA będącym elementem rakiety Saturn V. Skrót SLA pochodzi od ang. Spacecraft LM Adapter.

Rakietowy System Ratunkowy (ang. Launch Escape System ­– LES) – system przyłączony do kapsuły załogowego statku kosmicznego, umożliwiający natychmiastowe oddzielenie kapsuły od rakiety nośnej w przypadku zaistnienia sytuacji awaryjnej. Rakietowy system ratunkowy uruchamiany jest w wypadku bezpośredniego zagrożenia życia załogi, np. w celu usunięcia jej z obszaru objętego ewentualnym wybuchem rakiety. LES używany był w amerykańskich programach Mercury i Apollo. Podobny system stosowany jest także w rosyjskim statku Sojuz i chińskim Shenzhou.Planetoida (planeta + gr. eídos postać), asteroida (gr. asteroeidés – gwiaździsty), planetka (ang. minor planet) – ciało niebieskie o małych rozmiarach – od kilku metrów do czasem ponad 1000 km, obiegające Słońce, posiadające stałą powierzchnię skalną lub lodową, bardzo często – przede wszystkim w przypadku planetoid o mniejszych rozmiarach i mało masywnych – o nieregularnym kształcie, często noszącym znamiona kolizji z innymi podobnymi obiektami.

Lot na orbitę okołoziemską[ | edytuj kod]

Po starcie Saturna V SA504 z wyrzutni Centrum Kosmicznego im. Kennedy’ego, pierwszy człon rakiety, pracując około dwie i pół minuty, nadawał statkowi kosmicznemu prędkość 8640 km/godz. i wynosił go na wysokość około 64 kilometrów w odległości około 97 kilometrów od miejsca startu. Kiedy silnik pierwszego członu kończył pracę, był odłączany i cztery sekundy później uruchamiały się silniki drugiego członu. Tenże stopień pracował przez sześć minut i wynosił Apollo na wysokość około 180 kilometrów, zwiększając prędkość statku kosmicznego do 24 000 km/godz. W czasie gdy pracowały silniki drugiego członu odrzucany był ucieczkowy zespół ratunkowy. Kiedy silniki drugiego członu kończyły pracę, był odrzucany i uruchamiał się silnik trzeciego członu. Apollo napędzany trzecim członem był wprowadzany na orbitę okołoziemską (około 184 km) przy prędkości 26 400 km/godz., po czym silnik członu był wyłączany.
Załoga mogła okrążać Ziemię maksymalnie trzy razy, przygotowując w tym czasie statek kosmiczny do podróży w stronę Księżyca.

UKF – zakres fal radiowych (pasmo radiowe) o częstotliwości od 30 do 300 MHz, co odpowiada długości fali od 10 metrów do 1 metra.Apollo 10 – czwarta załogowa misja amerykańskiego programu Apollo, druga misja tego programu na orbitę okołoksiężycową. Był to ostatni lot doświadczalny stanowiący próbę generalną przed zaplanowanym lądowaniem człowieka na Księżycu. Po raz pierwszy w misji na orbitę okołoksiężycową wykorzystano moduł księżycowy LM (Lunar Module), poprzednio testowano go jedynie na orbicie okołoziemskiej. W czasie powrotu statku Apollo 10 na Ziemię osiągnięto największą prędkość z jaką kiedykolwiek poruszał się człowiek – 39 879 km/h.

Lot do orbity Księżyca[ | edytuj kod]

Po upływie 4,5 godziny, ponownie włączany był silnik trzeciego stopnia (S-IVB) rakiety Saturn V, i pracując przez pięć minut i trzydzieści sekund nadawał pojazdowi kosmicznemu drugą prędkość kosmiczną i kurs w kierunku Księżyca, był to przedostatni cykl pracy silnika trzeciego członu, a moment pracy silnika nazywano TLI (Trans-Lunar Injection). W tym momencie Apollo osiągał prędkość 38 880 km/godz i był oddalony od Ziemi o 305 km. Częścią członu S-IVB był adapter, w którym transportowano do rejonu TLI moduł księżycowy LM.

Atmosfera ziemska – powłoka gazowa otaczająca planetę Ziemię, utrzymywana przy powierzchni przez grawitację planety. Ogrzewa ona powierzchnię Ziemi dzięki efektowi cieplarnianemu i zmniejsza różnice temperatur między stroną dzienną i nocną. Pozwala także na istnienie różnorodnego życia na Ziemi, dostarczając substancji niezbędnych do jego podtrzymania i chroniąc przed promieniowaniem ultrafioletowym.Apollo 8 – załogowa misja kierowana przez amerykańską agencję kosmiczną NASA w ramach programu Apollo. Apollo 8 było pierwszą misją, która wyniosła ludzi poza orbitę okołoziemską.
Adapter otwarty poprzez zadziałanie ładunków wybuchowych
Missao Apollo.jpg

Poruszający się z II prędkością kosmiczną zestaw składający się z CSM i trzeciego członu rakiety Saturn V odłączał od siebie wspomniany człon S-IVB w ten sposób, że kiedy silnik członu S-IVB wyłączał się po raz przedostatni, moduł CSM odłączał się od członu S-IVB poprzez zadziałanie eksplozywnych połączeń i odsuwał się od niego na odległość około 20 metrów. Jednocześnie w tym momencie były otwierane i odrzucane cztery panele adaptera, w którym znajdował się moduł księżycowy LM. CSM oddalony od adaptera o około 20 metrów obracał się o 180°, wracał do modułu księżycowego i przycumowywał od strony modułu dowodzenia. Moduł księżycowy LM odłączał się od adaptera poprzez zadziałanie czterech małych ładunków wybuchowych w punktach, gdzie LM był przymocowany do adaptera. Moduły CSM i LM łączyły się włazami dokowania i tworząc zestaw CSM i LM rozdzielały się z członem S-IVB. Wszystkie manewry związane z rozłączeniem członu S-IVB i utworzeniem konfiguracji transksiężycowej były realizowane mocą silników RCS modułu serwisowego. W tej konfiguracji CSM i moduł księżycowy podążały do orbity okołoksiężycowej. Człon S-IVB wypalając resztki paliwa zostawał wprowadzany na orbitę okołosłoneczną, w ten sposób, że kierowany na krawędź Księżyca wykorzystywał jego grawitację do uzyskania większej prędkości niż nadał mu jego silnik. Tak rozpędzony człon S-IVB, jeżeli nie trafił w Księżyc, rozpoczynał bardzo długą okołosłoneczną podróż.

Księżyc (łac. Luna, gr. Σελήνη Selḗnē; pol. fraz. „Srebrny Glob”, „srebrny glob”; pol. przest. gw. poet. „miesiąc”; pol. przest. poet. „luna”) – jedyny naturalny satelita Ziemi (nie licząc tzw. księżyców Kordylewskiego, które są obiektami pyłowymi i przez niektórych badaczy uważane za obiekty przejściowe). Jest piątym co do wielkości księżycem w Układzie Słonecznym. Przeciętna odległość od środka Ziemi do środka Księżyca to 384 403 km, co stanowi mniej więcej trzydziestokrotność średnicy ziemskiej. Średnica Księżyca wynosi 3474 km, nieco więcej niż 1/4 średnicy Ziemi. Oznacza to, że objętość Księżyca wynosi około 1/50 objętości kuli ziemskiej. Przyspieszenie grawitacyjne na jego powierzchni jest blisko 6 razy słabsze niż na Ziemi. Księżyc wykonuje pełny obieg wokół Ziemi w ciągu 27,3 dnia (tzw. miesiąc syderyczny), a okresowe zmiany w geometrii układu Ziemia-Księżyc-Słońce powodują występowanie powtarzających się w cyklu 29,5-dniowym (tzw. miesiąc synodyczny) faz Księżyca.Apollo 9 – trzecia załogowa misja programu Apollo i druga wyprawa, która odbywała się po orbicie okołoziemskiej. Podczas lotu orbitalnego załoga statku po raz pierwszy przeprowadziła testy modułu księżycowego LM (Lunar Module) w czasie autonomicznego lotu oraz w konfiguracji przewidywanej do lotu na Księżyc (ze statkiem Apollo).

W czasie lotu bezwładnościowego w kierunku Księżyca bywała przeprowadzana transmisja telewizji kolorowej z pokładu Apollo (nie podczas każdej misji). Po 24 godzinach była przeprowadzana korekcja kursu poprzez włączenie na kilka sekund silnika głównego modułu CSM, przy większych odchyleniach od kursu, lub poprzez pracę silników Systemu Sterowania Reakcyjnego przy mniejszych. Do tego momentu razem ze statkiem Apollo (w pobliżu) podróżowały cztery panele adaptera LM, po korekcji kursu ich drogi się rozchodziły. Jeżeli była taka konieczność, takich korekcji kursu na trasie do orbity Księżyca mogło być trzy.

Saturn V – wielostopniowa rakieta kosmiczna jednokrotnego użytku na paliwo ciekłe, wykorzystywana przez NASA w programach załogowych lotów kosmicznych Apollo i Skylab. Była to największa z rakiet należących do rodziny Saturn. Została zaprojektowana przez zespół pod kierownictwem Wernhera von Brauna i Artura Rudolpha w instytucie Marshall Space Flight Center przy udziale firm Boeing, North American Aviation, Douglas Aircraft Company oraz IBM. Program Apollo – seria amerykańskich lotów kosmicznych przygotowywanych od roku 1961 zrealizowanych w latach 1966-1972. Celem programu było lądowanie człowieka na Księżycu, a następnie jego bezpieczny powrót na Ziemię. Zadanie zostało zrealizowane w 1969 roku, w czasie misji Apollo 11. Program był kontynuowany do roku 1972 w celu przeprowadzenia dokładniejszej naukowej eksploracji Księżyca. Całkowity koszt programu wyniósł 25,4 miliarda dolarów. Ilość pozyskanego i dostarczonego na Ziemię materiału to 381,7 kg.

Operacje na orbicie okołoksiężycowej i na Księżycu[ | edytuj kod]

Wprowadzenie na orbitę okołoksiężycową następowało po trzech dniach i było osiągane poprzez obrót statku kosmicznego o 180° i włączenie silnika głównego modułu CSM przez 357 sekund w celu zmniejszenia prędkości.
Czwartego dnia dwaj astronauci, dowódca i pilot LM przechodzili z modułu CSM na pokład modułu LM, aby przeprowadzić ostatnie sprawdzenie. Po około czterech dniach i pięciu godzinach CSM i LM rozdzielały się skutkiem zadziałania silników systemu sterowania reakcyjnego modułu LM. Po wizualnej inspekcji LM przez dowódcę CSM, następowało uruchomienie silnika opadania LM na 30 sekund wprowadzając po 50 minutach LM na niższą orbitę 14,5 km nad powierzchnią Księżyca. Na niższej orbicie silnik opadania zostawał uruchomiany na 756 sekundy co rozpoczynało lądowanie. LM lądował po dalszych kolejnych dwunastu minutach.

William Kwong Yu Yeung (Bill Yeung; chiń.: 楊光宇; pinyin: Yáng Guāngyǔ) – kanadyjski astronom urodzony w Hongkongu, działający w Stanach Zjednoczonych.Apollo 15 – misja załogowa programu kosmicznego Apollo; czwarta misja, podczas której astronauci wylądowali 30 lipca 1971 r. na powierzchni Księżyca. W czasie wyprawy zebrano 77 kg próbek gruntu księżycowego. Astronauci podczas wyjść na powierzchnię Księżyca przebywali poza lądownikiem LM ponad 18 godzin. Scott i Irwin poruszając się po Księżycu po raz pierwszy użyli specjalnie skonstruowanego dla potrzeb misji Apollo pojazdu LRV. Przebyli odległość ponad 27,9 km. Podczas misji umieścili również miniaturową rzeźbę pt. Poległy astronauta na powierzchni Księżyca.

Start członu wznoszenia z powierzchni Księżyca odbywał się z platformy, którą był człon zniżania, a urządzeniem napędzającym człon wznoszenia był silnik rakietowy członu wznoszenia. Dokowanie z CSM odbywało się po czterech godzinach i 20 minutach od startu z Księżyca. Po dokowaniu z CSM, LM zostawał odłączany od CSM poprzez zadziałanie małych ładunków wybuchowych umieszczonych na mechanizmie dokowania, przez co mechanizm dokowania i moduł księżycowy pozostawały na orbicie Księżyca.

Centrum Kosmiczne Johna F. Kennedy’ego (ang. John F. Kennedy Space Center, KSC) – położony na przylądku Canaveral kosmodrom amerykańskiej agencji kosmicznej NASA, miejsce startów załogowych statków kosmicznych USA. Przeciążenie (używany jest także termin nadważkość) to stan, w jakim znajduje się ciało poddane działaniu sił zewnętrznych innych, niż siła grawitacji, których wypadkowa powoduje przyspieszenie inne niż wynikające z siły grawitacji. Przyjęto wyrażać przeciążenie jako krotność standardowego przyspieszenia ziemskiego. Tak zdefiniowane przeciążenie jest wektorem, mającym kierunek i zwrot.

Lot w kierunku Ziemi[ | edytuj kod]

Powrót na Ziemię rozpoczynał się 2½ minutową pracą głównego silnika CSM, co zwiększało prędkość CSM do 8800 km/godz. Prędkość ta była konieczna do opuszczenia pola grawitacyjnego Księżyca. Po wejściu w rejon grawitacji ziemskiej szybkość Apollo, aż do skraju atmosfery, już tylko rosła i osiągała ponad 40 000 km/godz. Podróż w kierunku Ziemi trwała około 60 godzin. Przed wejściem w atmosferę ziemską Moduł Dowodzenia odłączał się od Modułu Serwisowego poprzez zadziałanie małych ładunków wybuchowych i silników systemu sterowania reakcyjnego Modułu Dowodzenia.

Atmosfera — gazowa powłoka otaczająca planetę o masie wystarczającej do utrzymywania wokół siebie warstwy gazów w wyniku działania grawitacji. Ta definicja stosuje się do planet skalistych i księżyców. W przypadku gazowych olbrzymów, takich jak Jowisz, oraz gwiazd (por. atmosfera słoneczna) terminem atmosfery określa się tylko zewnętrzne (przezroczyste) warstwy gazowej powłoki, z których promieniowanie dociera bezpośrednio do obserwatora. Statek kosmiczny – pojazd poruszający się poza atmosferą Ziemi. Pojazd ten musi być wyniesiony i rozpędzony do odpowiedniej prędkości przez silniki napędowe. Współczesne statki kosmiczne wynoszone są w górę dzięki napędowi rakietowemu, który wytwarza siłę odrzutu. Wyróżnia się kilka rodzajów statków kosmicznych:

Wejście w atmosferę ziemską[ | edytuj kod]

Wejście w atmosferę

Moduł Dowodzenia wchodził w atmosferę ziemską i poruszał się w niej podstawą skierowaną do przodu. Kąt wejścia w atmosferę nie mógł być za ostry ani zbyt płaski i wynosił około – 6,4 stopnia (szczegóły na wykresie). Lądowanie było sterowane automatycznie, chociaż załoga posiadała również zdublowany system sterowania ręcznego.
Począwszy od wysokości 130 km moduł dowodzenia zaczynał odczuwać opór atmosfery. Prędkość 40 000 km/godz. generowała na osłonie termicznej CM temperaturę dochodząca do 4200 stopni, a przeciążenie maksymalne sięgało 5 G. Na wysokości 8000 metrów odrzucana była osłona termiczna, aby umożliwić rozwinięcie spadochronów. Spadochrony hamujące były zrefowane pojedynczo i rozwijały się po kilku sekundach. Zmniejszały one prędkość opadania modułu dowodzenia z 520 do 200 km/godz. Kiedy wysokość zbliżała się do poziomu 4000 metrów spadochrony hamujące były odłączane i rozwijał się pilocik spadochronów głównych. Były one podwójnie zrefowane i rozwijały się w dwóch etapach. Rozwinięcie tych spadochronów powodowało dalsze zmniejszenie prędkości opadania i w efekcie prędkość opadania malała do 35 km/godz.

Apollo 16 – piąta załogowa misja, podczas której astronauci wylądowali na powierzchni Księżyca. Była przedostatnią misją Programu Apollo realizowanego przez amerykańską agencję kosmiczną NASA.Apollo 17– ostatnia w ramach programu Apollo, szósta załogowa misja na Księżyc, w której astronauci lądowali na powierzchni. W czasie misji zebrano 110,52 kg próbek. Astronauci przebywali na powierzchni 3 dni 02 godziny 59 minut i 40 sekund. W czasie pobytu na Księżycu wykonali 3 spacery (EVA) o łącznym czasie 22 godziny 03 minuty i 57 sekund.

Kiedy tylko otworzyły się spadochrony główne załoga uruchamiała wypalanie resztek paliwa rakietowego Systemu Sterowania Reakcyjnego, włączała radiolatarnię VHF wskazującą położenie modułu dowodzenia, ustawiała leżanki w położenie do lądowania, przedmuchiwała przewody paliwowe. Finałowy etap opadania na spadochronach głównych trwał pięć minut. Apollo wodował na Oceanie Spokojnym po około 195 godzinach (było tak w misji Apollo 11), kolejne misje były dłuższe.

Defekacja i mikcja były uciążliwymi nieprzyjemnymi aspektami podróży kosmicznych od początku załogowych lotów kosmicznych. W nieważkości czynności te są dodatkowo trudne do wykonania. Urządzenia przy nich wykorzystywane muszą być tak zaprojektowane, aby funkcjonować w stanie nieważkości oraz zachować, ograniczone przez systemy kosmiczne, wielkość, masę i moc.The Blue Marble – słynne zdjęcie Ziemi wykonane 7 grudnia 1972 przez załogę Apollo 17 z odległości około 29 000 km.

Człon S-IVB[ | edytuj kod]

Saturn IB Second Stage with open LM adapter.jpg
Saturn V Rocket Stage S IVB - 1992.jpg

Po wykonaniu swojego ostatniego zadania, tzn. nadania statkowi kosmicznemu Apollo prędkości ucieczki z Ziemi, w misjach Apollo 8, Apollo 9, Apollo 10, Apollo 11 i Apollo 12człon S-IVB był kierowany na orbitę okołosłoneczną. W misjach Apollo 13, Apollo 14, Apollo 15, Apollo 16 i Apollo 17 człon S-IVB był rozbijany o powierzchnię Księżyca i był to jeden z elementów operacji pomiarów sejsmicznych służących do określenia charakterystyki rdzenia księżycowego.

Earthrise (z ang. Wschód Ziemi; numer kodowy nadany przez NASA: AS8-14-2383) – zdjęcie Ziemi wynurzającej się zza horyzontu Księżyca, wykonane na orbicie wokółksiężycowej 24 grudnia 1968 r. za pomocą kolorowego aparatu fotograficznego (wyprodukowanego przez firmę Hasselblad) przez Williama Andersa podczas trwania misji Apollo 8.System Sterowania Reakcyjnego (RCS z ang. Reaction Control System) – zespół niewielkich silników sterujących położeniem statku kosmicznego lub samolotu w sytuacji, kiedy na powierzchnie sterowe nie działają siły aerodynamiczne.

Zdjęcie po lewej stronie przedstawia trzeci człon rakiety Saturn V i adapter SLA w siódmej misji programu Apollo. W standardowych misjach wewnątrz adapteru znajdował się moduł księżycowy LM. Adapter był elementem rakiety Saturn V przeznaczonym do przewożenia modułu LM. Na zdjęciu cztery panele adapteru są ustawione w pozycji całkowicie otwartej w sytuacji kiedy nie ma tam modułu księżycowego. Adapter jest to miejsce, w którym moduł księżycowy był złożony w czasie startu, podczas przelotu na orbitę i na początku drogi na Księżyc. W misjach wymagających użycia modułu księżycowego (LM), przed dokowaniem LM od strony Modułu Dowodzenia, cztery panele były otwierane i odrzucane. Zdjęcie to zostało wykonane podczas misji Apollo 7, kiedy LM nie był przewożony. W misjach, w których moduł księżycowy (LM) był przewożony, taki widok adaptera nie był możliwy, ponieważ cztery panele odpadały zanim LM opuścił adapter.

Misja Apollo 13 (indeks COSPAR 1970-29A) – trzecia misja programu Apollo, z planowanym lądowaniem ludzi na powierzchni Księżyca. Eksplozja zbiornika z tlenem w module serwisowym, nie tylko uniemożliwiła lądowanie na Księżycu, ale także spowodowała rozpoczęcie walki o życie załogi. Lot dowodzony był przez Jamesa A. Lovella; pilotem modułu dowodzenia był John L. „Jack” Swigert; pilotem modułu księżycowego był Fred W. Haise. Swigert zastępował pierwotnego pilota modułu dowodzenia Thomasa K. „Kena” Mattingly, którego wyeliminował lekarz misji z obawy o to, że Mattingly nabawił się różyczki. W rzeczywistości Mattingly nie zachorował na różyczkę, i wniósł znaczną pomoc naziemnym kontrolerom, podczas walki o sprowadzenie załogi Apollo na Ziemię.Apollo 11 – misja kosmiczna, której głównym celem było pierwsze lądowanie człowieka na Księżycu. Lądowanie nastąpiło 20 lipca 1969 roku o godzinie 20:17:40 UTC w miejscu 0°40′26.69″N i 23°28′22.69″E. Lot Apollo 11 był elementem szerszego programu Apollo.


Podstrony: 1 [2] [3]




Warto wiedzieć że... beta

Apollo 14 – trzecia załogowa misja, w czasie której dwaj astronauci wylądowali na powierzchni Księżyca. W czasie wyprawy zebrano 42 kg próbek gruntu księżycowego. Astronauci podczas wyjść na powierzchnię Księżyca przebywali poza lądownikiem LM ponad 9 godzin. Shepard i Mitchell poruszając się po Księżycu po raz pierwszy użyli specjalnie skonstruowanego dla potrzeb tej misji Apollo wózka na kółkach MET, dzięki któremu mogli przewozić m.in. sprzęt do badań naukowych.
Spadochron hamujący — typ spadochronu zaprojektowanego specjalnie do zmniejszenia prędkości opadania ładunków wyrzuconych ze statków powietrznych w początkowej fazie opadania lub w celu skrócenia dobiegu samolotów i wahadłowców po wylądowaniu, poprzez zwiększenie oporów aerodynamicznych. Spadochron hamujący jest stosowany również do hamowania samochodów sportowych typu dragster, oraz pojazdów używanych do bicia rekordów prędkości.
Moduł dowodzenia był elementem statku kosmicznego, który jako jedyny uczestniczył w ostatnim etapie misji Apollo, czyli przechodził przez atmosferę ziemską i wodował na Pacyfiku lub Oceanie Atlantyckim. Podczas powrotu z misji księżycowej, przed wejściem w atmosferę ziemską moduły dowodzenia i serwisowy rozłączały się. Moduł serwisowy spalał się w atmosferze ziemskiej, a moduł dowodzenia zawierający astronautów wchodził w atmosferę ziemską z prędkością do 11,08 km/s (tę rekordową prędkość osiągnięto w trakcie misji Apollo 10). Nigdy więcej załogowe statki kosmiczne nie wnikały w atmosferę ziemską z taką prędkością. Do sterowania modułem dowodzenia podczas wchodzenia w atmosferę służyły silniki systemu sterowania reakcyjnego.

Reklama