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ⓘ Navicella spaziale Apollo




Navicella spaziale Apollo
                                     

ⓘ Navicella spaziale Apollo

La navicella spaziale Apollo fu progettata come parte del Programma Apollo, dagli Stati Uniti fin dai primi anni 60 allo scopo di portare luomo sulla Luna prima del 1970 e farlo ritornare in sicurezza sulla Terra. Questo obiettivo fu intrapreso dal Presidente Kennedy dopo i primi voli del Programma Mercury. La navicella spaziale fu costruita in una serie di unità o stadi che, lavorando insieme, permettevano il raggiungimento di quellobbiettivo. I componenti principali della navicella Apollo erano il Launch Escape System, il Modulo di Comando/Servizio, il Modulo Lunare e lAdattatore del Modulo Lunare. Tutti questi stadi erano posti sulla sommità del veicolo di lancio.

Il principio della missione era il Rendezvous in Orbita Lunare: un razzo avrebbe lanciato la navetta verso la Luna. La navetta avrebbe poi volato nellorbita lunare. Una piccola porzione di essa si sarebbe staccata per atterrare sulla Luna e per poi ritornare in orbita. Infine unaltra parte della navetta avrebbe fatto ritorno sulla Terra.

Veicoli di Lancio: Little Joe II, Saturn I, Saturn IB, e Saturn V.

                                     

1. Launch Escape System LES

Il Launch Escape System dellApollo era costituito da una torre posta sopra il Modulo di Comando il quale conteneva la cabina dellequipaggio e serviva per allontanarlo dal resto del razzo durante il lancio, nel caso si fosse verificata una situazione di emergenza.

Le emergenze prese in considerazione per questo sistema potevano essere, ad esempio, un incendio sulla rampa di lancio, lesplosione del veicolo di lancio o il mancato controllo della traiettoria di ascesa.

Il Launch Escape System era progettato per entrare in funzione in modo automatico gli eventi in caso di emergenza potevano essere talmente veloci da superare il tempo di reazione umano, oppure poteva essere comandato dal comandante della navetta o dal centro di controllo a terra. In caso di attivazione, si sarebbe acceso un motore a combustibile solido che avrebbe allontanato il solo Modulo di Comando dal veicolo di lancio in un lasso di tempo molto breve. Il Launch Escape System sarebbe poi stato espulso e il Modulo di Comando sarebbe potuto atterrare grazie ai suoi paracadute, portando in salvo gli astronauti.

Nel caso che lemergenza si fosse verificata prima del decollo, e cioè con il razzo ancora fermo sulla rampa da lancio, il Launch Escape System sarebbe stato comunque in grado di portare il Modulo di Comando con lequipaggio ad una altezza sufficiente affinché potesse atterrare tranquillamente fuori dalla zona di pericolo. Durante tutto il programma Apollo fortunatamente non si verificò mai il bisogno di utilizzarlo.

Il LES sarebbe poi stato comunque espulso dal Modulo di Comando, una volta che il complesso fosse arrivato in orbita, perché non più utile.

Lo sviluppo di tale sistema fu molto complesso, vista la sua importanza per la sicurezza dellequipaggio in una delle fasi più rischiose dellintera missione il lancio. Infatti furono ben sei i test che simularono il funzionamento del LES, sia nel caso fosse stato utilizzato da terra che durante i primi minuti del volo.

                                     

1.1. Launch Escape System LES Abort Tests

  • Little Joe II- LES test in volo.
  • Pad Abort Test-2 - LES test di aborto con una capsula Apollo simile a quelle del Block-I.
  • Pad Abort Test-1 - Launch Escape System LES test di aborto dalla torre di lancio.
                                     

2. Modulo di Comando CM

Il Modulo di Comando era il centro di controllo della navicella Apollo e la zona dove risiedevano gli astronauti. Comprendeva una cabina dellequipaggio pressurizzata, i sedili degli astronauti, pannelli di controllo e strumentazione, i sistemi ottici ed elettronici di guida e navigazione, I sistemi di comunicazione, I sistemi di assetto, batterie, scudo termico, il reaction control system, il portellone per il rendezvous, il portellone di ingresso, cinque finestre e il sistema di atterraggio formato da tre paracadute.

                                     

2.1. Modulo di Comando CM Specifiche

  • Peso dello scudo termico: 848 kg
  • Equipaggio: 3
  • Diametro: 3.90 m
  • Peso dellequipaggiamento di rientro: 245 kg
  • RCS Spinta: 12 x 420 N
  • RCS propellente del motore: 75 kg
  • Volume cabina equipaggio: 6.17 m³
  • Peso della struttura: 1.567 kg
  • Peso del sistema RCS: 400 kg
  • RCS propellente: N 2 O 4 /UDMH
  • Peso del sistema di navigazione: 505 kg
  • Peso del sistema elettrico: 700 kg
  • Peso del sistema di comunicazione: 100 kg
  • RCS Inpulso specifico I sp: 290 s 2.84 kN s/kg
  • Lunghezza: 3.47 m
  • RCS Impulso: 257 kN s
  • Peso del sistema di guida: 200 kg
  • Peso del sistema di telemetria: 200 kg
  • Massa: 5.806 kg
  • Batterie del sistema elettrico: 20.0 kW h, 1000 A h
                                     

3. Modulo di Servizio SM

Il Modulo di Servizio era una parte della navicella non pressurizzata, contenente le celle a combustibile, antenna ad alto guadagno, radiatori, acqua, ossigeno, idrogeno, reaction control system e propellente per entrare e uscire dallorbita lunare e il sistema di propulsione di servizio. Su Apollo 15, 16 e 17 venne fornito inoltre di strumentazioni scientifiche, fotocamere per la mappatura e un piccolo satellite per lo studio della Luna.

Una grande parte del modulo di servizio era occupata dai serbatoi di propellente e dal motore a razzo principale che poneva la navicella Apollo dentro e fuori dallorbita lunare. Il motore principale era anche usato per le correzioni di traiettoria in corsa’ tra la Terra e la Luna. Era infatti capace di molteplici accensioni. Durante la missione Apollo 13, un serbatoio di ossigeno esplose a causa della scintilla generata da un cavo difettoso. Durante il volo il modulo di servizio rimaneva attaccato al modulo di comando per poi essere sganciato poco prima del rientro nellatmosfera terrestre



                                     

3.1. Modulo di Servizio SM Specifiche

  • Lunghezza 7.56 m
  • SPS impulse specifico del motore I sp: 314 s 3.08 kN s/kg
  • Spinta RCS: 16 × 440 N
  • SPS Spinta del motore: 98 kN
  • Diametro: 3.90 m
  • RCS impulso 3.517 kN s
  • Peso dellequipaggiamento elettrico: 1.200 kg
  • SPS peso del propellente: 18.413 kg
  • RCS impulse specifico sp: 290 s 2.84 kN s/kg
  • Propellente: N 2 O 4 /UDMH
  • SPS Propellente del motore: N 2 O 4 /Aerozina 50 UDMH/N 2 H 4
  • Peso Service Propulsion Engine SPS: 3.000 kg
  • Sistema elettrico: 6.30 average kW, 670 kW h
  • Sistema elettrico: Celle a combustibile
  • Delta-V della navicella: 2.804 km/s
  • Massa: 24.523 kg
  • Peso della struttura: 1.910 kg
                                     

4. Modulo Lunare LM

Il Modulo Lunare era una parte della navicella Apollo che atterrava sulla Luna per poi ritornare in orbita lunare. Era diviso in due parti principali, il Modulo di Discesa e il Modulo di Ascesa. Era progettato specificatamente per volare nello spazio. Era in grado di mantenere in vita due astronauti per un totale di quattro giorni. La navicella era progettata e costruita dalla Grumman Aircraft Company.

Il Modulo di Discesa comprendeva le gambe di atterraggio, una antenna radar utile per lavvicinamento al suolo lunare, il motore a razzo per la discesa e il combustibile per scendere sulla Luna. Esso prevedeva anche dello spazio per contenere lApollo Lunar Surface Experiment Packages ALSEP, il Lunar Rover una macchina lunare usata nelle missioni: Apollo 15, 16 e 17 e altri strumenti scientifici.

Il Modulo di Ascesa conteneva la cabina dellequipaggio, i pannelli della strumentazione, un portellone posto sul tetto per il docking con il modulo di comando, un portellone laterale, il sistema ottico e elettronico di guida e navigazione, il sistema RCS, radar e antenne di comunicazione, il motore a razzo per lascesa e il carburante per il ritorno in orbita e per il rendezvous con il modulo di comando e servizio dellApollo.



                                     

4.1. Modulo Lunare LM Modulo di Ascesa

  • RCS Impulso Specifico I sp: 290 s 2.84 kN s/kg
  • Propellente motore di ascesa: 2.358 kg
  • Motore di Ascesa I sp: 311 s 3.05 kN s/kg
  • Spinta motore di ascesa: 16 kN
  • Volume cabina equipaggio: 6.65 m³
  • Equipaggio: 2
  • Peso modulo di ascesa: 4.547 kg
  • RCS Spinta: 16 × 440 N
  • Diametro: 4.27 m
  • Delta-V motore di ascesa: 2.22 km/s
  • Propellente motore di ascesa: N 2 O 4 /Aerozina 50 UDMH/N 2 H 4
  • RCS Propellente: N 2 O 4 /UDMH
  • Altezza: 3.54 m
  • Batterie elettriche: 28-32V; due 296 A-h, 56.7 kg ognuna
                                     

4.2. Modulo Lunare LM Modulo di discesa

  • Impulso specifico del motore di discesa I sp: 311 s 3.05 kN s/kg
  • Diametro: 4.21 m
  • Propellente motore di discesa: N 2 O 4 /Aerozina 50 UDMH/N 2 H 4
  • Propellente motore di discesa: 8.165 kg
  • Impulso motore di discesa: 44 kN
  • Altezza: 2.83 m
  • Peso stadio di discesa: 10.149 kg
  • Batterie: 28-32V; quattro Apollo 9-14 o cinque Apollo 15-17 415 A-h; 61.2 kg ognuna
                                     

5. Adattatore del Modulo Lunare alla Navicella SLA

LAdattatore per il Modulo Lunare SLA era una struttura conica in alluminio che supportava il Modulo di Servizio in cima al razzo Saturno V. Esso conteneva e proteggeva il Modulo Lunare e il motore Service Propulsion System del Modulo di Servizio.

LSLA era composto da quattro pannelli lunghi 2.1 m 7 piedi posti sopra lunità strumentale in cima al razzo Saturno V. I suoi pannelli si aprivano come i petali di un fiore.

Una volta nello spazio, gli astronauti premevano il pulsante" CSM/LV Sep” sul pannello di controllo per separare il Modulo di Comando e di Servizio dal veicolo di lancio.

Il Modulo Lunare era connesso con lSLA in quattro punti intorno ai pannelli posti in basso. Dopo che gli astronauti avevano agganciato il CSM al LEM, questultimo veniva privato dei suoi agganci con lSLA per poi essere estratto e continuare il viaggio verso la Luna.

                                     

5.1. Adattatore del Modulo Lunare alla Navicella SLA Specifiche

  • Altezza: 8.5 m 28 ft
  • Volume: 190 m³ 6.700 ft³, 140 m³ 5.000 ft³ effettivamente usato.
  • Diametro cima: 3.9 m 12 ft 10 in Termine del Modulo di Servizio
  • Peso: 1.837 kg 4.050 lb
  • Diametro della base: 6.6 m 21 ft 8 in S-IVB end
                                     

6. Modalità di aborto

  • Pad Abort Test-2 - LES test di aborto con una capsula Apollo simile a quelle del Block-I.
  • Pad Abort Test-1 - Launch Escape System LES test di aborto dalla torre di lancio.
                                     

7. Attuale locazione dei Moduli di Comando e Lunare

  • Apollo 16 Modulo Lunare "Orion" - Modulo di discesa sulla Luna; modulo di ascesa fu sganciato il 24 aprile, 1972, perse il controllo e non fu possibile guidarlo verso lobiettivo. Il punto di impatto rimane perciò sconosciuto.
  • AS-202 Modulo di Comando - USS Hornet, Alameda, California
  • Apollo 11 Modulo di Comando "Columbia" - National Air and Space Museum, Washington
  • Apollo 15 Modulo di Comando "Endeavor" - National Museum of the United States Air Force, Wright-Patterson Air Force Base, vicino Dayton Ohio
  • Apollo 10 Modulo Lunare "Snoopy" – Stadio di discesa espulso e fatto schiantare sulla Luna in un punto sconosciuto. Il modulo di ascesa lasciato in orbita eliocentrica
  • Apollo 11 Modulo Lunare "Eagle" – Modulo di discesa sulla Luna; modulo di ascesa espulso dal Columbia il 21 luglio, 1969 alle 23:41 UT, punto di impatto sconosciuto
  • Apollo 7 Modulo di Comando - Frontiers of Flight Museum, Dallas Texas
  • Apollo 5 Modulo Lunare – Bruciato nellatmosfera terrestre
  • Apollo 8 Modulo di Comando - Museum of Science and Industry Chicago, Chicago Illinois
  • Apollo 15 Modulo Lunare "Falcon" - Modulo di discesa sulla Luna; modulo di ascesa ha impattato sulla Luna il 4 agosto, 1971 alle 03:03:37.0 UT in 26.36 N, 0.25 E
  • Skylab 3 / Crew 2 Modulo di Comando - NASA John H. Glenn Research Center at Lewis Field, Cleveland Ohio
  • Apollo 13 Modulo di Comando "Odyssey" - Kansas Cosmosphere and Space Center, Hutchinson Kansas
  • Apollo 14 Modulo Lunare "Antares" - Modulo di discesa sulla Luna; modulo di ascesa ha impattato sulla Luna il 7 febbraio, 1971 alle 00:45:25.7 UT in 3.42 S, 19.67 W
  • Apollo 14 Modulo di Comando "Kitty Hawk" - Astronaut Hall of Fame, Titusville Florida
  • Apollo 17 Modulo di Comando "America" - NASA Johnson Space Center, Houston Texas
  • Skylab 2 / Crew 1 Modulo di Comando - National Museum of Naval Aviation, Pensacola Florida
  • Apollo 13 Modulo Lunare "Aquarius" – Bruciato nellatmosfera terrestre il 17 aprile, 1970
  • Apollo 12 Modulo di Comando "Yankee Clipper" - Virginia Air and Space Center, Hampton Virginia
  • Apollo 1 Modulo di Comando - Langley Research Center, Hampton Virginia
  • Skylab 4 / Crew 3 Modulo di Comando - National Air and Space Museum, Washington
  • Apollo-Soyuz Modulo di Comando - Kennedy Space Center, Merritt Island Florida
  • Apollo 17 Modulo Lunare "Challenger" - Modulo di discesa sulla Luna; modulo di ascesa ha impattato sulla Luna il 15 dicembre, 1972 alle 06:50:20.8 UT in 19.96 N, 30.50 E
  • Apollo 16 Modulo di Comando "Casper" - U.S. Space & Rocket Center, Huntsville Alabama
  • Apollo 6 Modulo di Comando - Fernbank Science Center, Atlanta, Georgia
  • Apollo 10 Modulo di Comando "Charlie Brown" - Science Museum, Londra, Inghilterra
  • Apollo 9 Modulo di Comando "Gumdrop" - San Diego Aerospace Museum, San Diego California
  • Apollo 9 Modulo Lunare "Spider" – Bruciato nellatmosfera terrestre
  • Apollo 12 Modulo Lunare "Intrepid" – Modulo di discesa sulla Luna; modulo di ascesa ha impattato sulla Luna il 20 novembre, 1969 alle 22:17:17.7 UT in 3.94 S, 21.20 W
  • Apollo-Soyuz Modulo di Comando - California Science Center, Los Angeles

Note 1: Il modulo di servizio della navicella Apollo veniva espulso prima del rientro verso la Terra, così che tutti sono bruciati nellatmosfera terrestre.

Note 2: Le orbite lunari sono generalmente instabili, così che le navicelle espulse in orbita talvolta impattavano sul suolo lunare. Spesso, il punto di impatto, rimaneva sconosciuto.



                                     

8. Riferimenti

  • North American Rockwell, Apollo Command Module News Reference, 1968.
  • NASA TN D-7083: Launch Escape Propulsion Subsystem PDF, su klabs.org.
  • Apollo Operations Handbook Lunar Module Subsystems Data PDF, su btinternet.com archiviato dall url originale il 17 marzo 2006.