Modulo lunar

El Módulo Lunar Apolo (LM, también conocido como LEM (Módulo de Excursión Lunar), es un módulo de aterrizaje , parte de la nave espacial Apolo, construido para el programa Apolo estadounidense por Grumman Corporation para una tripulación de dos para ser entregado desde la órbita lunar a la superficie lunar y la espalda. Seis de estos módulos aterrizaron con éxito en la luna en 1969-1972.

En cierto sentido, fue la primera nave verdaderamente espacial del mundo , ya que solo podía moverse en el espacio, no estaba adaptada estructural y aerodinámicamente para volar en la atmósfera terrestre.

Su desarrollo enfrentó varios obstáculos, lo que retrasó su primer vuelo no tripulado unos diez meses y su primer vuelo tripulado unos tres meses. A pesar de esto, al final, este módulo se convirtió en el componente más confiable del sistema Apolo/ Saturno y superó significativamente sus requisitos de diseño, que se utilizó para mantener los recursos de soporte vital y propulsión, lo que permitió rescatar a los astronautas después de la explosión y falla del sistemas de módulo de servicio en vuelo " Apolo 13 ".

El módulo consta de dos pasos. La etapa de aterrizaje, equipada con un sistema de propulsión independiente y un tren de aterrizaje, se utiliza para bajar el módulo de aterrizaje lunar desde la órbita lunar y realizar un aterrizaje suave en la superficie lunar, y también sirve como plataforma de lanzamiento para la etapa de despegue. La etapa de despegue, con una cabina presurizada para la tripulación y un sistema de propulsión independiente, una vez finalizadas las investigaciones, parte de la superficie de la Luna y atraca con el compartimento de mando en órbita. La separación de pasos se realiza mediante dispositivos pirotécnicos.

La masa del módulo lunar durante el vuelo del Apolo 11 fue de 15 toneladas, de las cuales 10,5 toneladas fueron combustible. La altura era de 7 m, el diámetro de 4,3 m [1] [2] [3] .

Para entrenar a la tripulación en el control manual del módulo, se desarrolló un simulador que es capaz de crear condiciones para permanecer en el campo gravitatorio de la Luna en la Tierra.

Etapa de despegue

La etapa de despegue del módulo lunar tiene tres compartimentos principales: el compartimento de la tripulación, el compartimento central y el compartimento trasero del equipo. Solo el compartimento de la tripulación y el compartimento central están sellados; todos los demás compartimentos de la nave espacial lunar no están sellados . El volumen de la cabina hermética es de 6,7 m³, la presión en la cabina es de 0,337 kg/cm², la atmósfera es oxígeno puro [4] .

La altura de la etapa de despegue es de 3,76 m, el diámetro es de 4,3 m Estructuralmente, la etapa de despegue consta de seis nodos: el compartimiento de la tripulación, el compartimiento central, el compartimiento del equipo trasero, el montaje LRE , el montaje de la antena, el térmico y pantalla de micrometeoros. El compartimento de la tripulación tiene forma de cilindro de eje horizontal (diámetro 2,35 m, longitud 1,07 m, volumen 4,6 m³) de diseño semimonocasco fabricado en aleaciones de aluminio bien soldadas.

Dos lugares de trabajo para los astronautas están equipados con paneles de control y paneles de instrumentos, un sistema de arneses para los astronautas (estaban de pie), dos ventanas de visualización delantera, una ventana superior para observar el proceso de acoplamiento y un telescopio en el centro entre los astronautas. Para llegar a la superficie lunar, la cabina se despresurizó por completo, ya que no había esclusa de aire . El período de existencia autónoma del módulo (limitado, en primer lugar, por el recurso de los sistemas de soporte vital y el suministro de energía) fue de aproximadamente 75 horas.

• Peso incluyendo combustible: 4670 kg.
• Atmósfera de cabina: 100% oxígeno, presión 33 kPa .
• Agua: dos depósitos de 19,3 kg.
• Refrigerante: 11,3 kg de solución de etilenglicol -agua .
• Control de temperatura: un sublimador activo (intercambiador de calor) "agua-hielo".
• Motores del sistema de orientación (DSO):
  • Masa combustible: 287 kg.
  • Número y empuje de DSO: 16 × 445 N en cuatro conjuntos.
  • Combustible DSO: tetróxido de dinitrógeno  - oxidante; aerozine-50 ( dimetilhidrazina asimétrica + hidracina ) - combustible.
  • Impulso específico DSO: 2,84 km/s.
• Motor de despegue:
  • Masa combustible: 2353 kg.
  • Empuje: 15,6 kN .
  • Combustible: tetróxido de nitrógeno/aerosina-50.
  • Sistema de presurización: 2 tanques de helio de 2,9 kg, presión 21 MPa.
  • Impulso específico : 3,05 km/s (311 segundos).
  • Relación empuje -peso al despegue: 2,124.
• Velocidad característica ( delta-v ) de la etapa de despegue: 2220 m/s.
• Baterías: dos de 28-32 voltios , 296 Ah , plata-zinc ; 56,7 kg cada uno.
• Red embarcada: corriente continua de 28 voltios; 115 voltios, 400 Hz - CA.
• LRE RS-18 .

Embarcadero

La plataforma de aterrizaje del módulo lunar en forma de un marco cruciforme hecho de aleación de aluminio lleva un sistema de propulsión con un motor de cohete de aterrizaje de STL en el compartimiento central [5] .

En cuatro compartimentos formados por un marco alrededor del compartimento central, se instalan tanques de combustible, un tanque de oxígeno, un tanque de agua, un tanque de helio, equipos electrónicos, un subsistema de navegación y control, un radar de aterrizaje y baterías.

El tren de aterrizaje plegable de cuatro patas, montado en la plataforma de aterrizaje, absorbe la energía del impacto durante el aterrizaje de la nave en la superficie lunar al colapsar los cartuchos de nido de abeja instalados en las patas telescópicas del tren de aterrizaje; además, el impacto se suaviza por la deformación de los revestimientos de nido de abeja en los centros de los talones de aterrizaje. Tres de los cuatro talones están equipados con una sonda de metal flexible, dirigida hacia abajo y que se abre como una cinta métrica, indicando a la tripulación el momento en que el motor del cohete se apaga al entrar en contacto con la superficie lunar (lámpara azul "contacto lunar"). El tren de aterrizaje está plegado hasta la separación de la nave lunar del compartimiento de mando; después de la separación por orden de la tripulación de la nave lunar, los petardos cortan los cheques en cada pata y, bajo la acción de los resortes, el chasis se suelta y bloquea. Además de la etapa de despegue, la etapa de aterrizaje está rodeada por un escudo protector térmico y de micrometeoritos hecho de Mylar multicapa y aluminio. Altura de plataforma de aterrizaje 3,22 m, ancho (sin tren de aterrizaje) 4,3 m.

Características del embarcadero:

• Peso incluyendo combustible: 10.334 kg.
• Suministro de agua: 1 tanque, 151 kg.
• Masa de combustible y comburente: 8165 kg.
• Empuje del motor: 45,04 kN, estrangulación del 10 al 60 % del empuje total.
• Componentes del combustible: Tetróxido de nitrógeno/aerosina-50.
• Depósito de refuerzo: 1 depósito de 22 kg, gas de refuerzo - helio, presión 10,72 kPa.
• Impulso específico: 3,05 km/s (311 segundos).
• Velocidad característica del embarcadero (delta-v): 2470 m/s.
• Baterías: 4 (en Apollos 9-14) o 5 (en Apollos 15-17) 28-32 V, 415 Ah, plata-zinc, peso cada una 61,2 kg.

Sistema de control

El sistema de control del módulo lunar de la nave espacial Apolo constaba de los siguientes componentes principales [6] [7] :

• subsistema de orientación de emergencia;
• estabilizador giroscópico ;
• telescopio de exhibición de plataforma giroscópica;
• radares de encuentro y aterrizaje [8] ;
• manijas para el control manual del dispositivo;
• panel de control e indicación;
• convertidores "código analógico" ;
• BTSVM ;
• convertidores "código-analógico" ;
• servicio de telemetría y tiempo;
• software de motor;
• motores de elevación, aterrizaje y estabilización;
• indicadores de orientación y velocidad angular;
• indicador de velocidad horizontal;
• alarma.

Aterrizaje y despegue

Aterrizaje

Primero, el módulo lunar extendió el tren de aterrizaje, se acopló al orbital, voló durante 3 kilómetros, se posicionó en el espacio de modo que los astronautas miraran hacia la superficie de la Luna, con los pies en la dirección del movimiento del módulo. Es decir, para los astronautas, la superficie de la luna "voló" de abajo hacia arriba. Más tarde, se movió a una órbita de aterrizaje y luego encendió el motor y descendió de la órbita. Además, el módulo giró: los astronautas estaban ubicados de espaldas a la Luna y, como antes, con los pies en la dirección del movimiento del módulo. Para aterrizar, el módulo lunar se puso vertical y los astronautas, respectivamente, colocaron sus pies en la superficie de la luna. Cuando las sondas tocaron la superficie, el motor podría apagarse y la nave aterrizaría.

Subida

Después de estar en la Luna, la etapa de despegue se separó de la etapa de aterrizaje, encendió su motor, entró en órbita y se acopló a la nave orbital. Los astronautas pasaron de la etapa de despegue al módulo de comando y llevaron muestras de suelo lunar. Posteriormente, se purgó el aire de la etapa de despegue y se desató. Después de que el orbitador partió, la etapa de despegue encendió el motor, salió de la órbita y se estrelló en la luna.

Vuelos de módulos lunares

Ilustraciones

• LM-1

• LM-2

• LTA-2R

• LM-3

• LM-4

• LM-5

• LM-6

• LM-7

• LM-8

• LM-9

• LM-10

• LM-11

• LM-12

• Dibujo de la ubicación del equipo. forma general. (1 de 2)

• Dibujo de la ubicación del equipo. forma general. (2 de 2)

• Dibujo del panel de control

• Plano de piernas de aterrizaje

Notas

1. ↑ Levantovsky, 1970 , p. 272.
2. ↑ Descripción técnica del módulo lunar y sus subsistemas . Archivado el 14 de enero de 2009 en Wayback Machine . documento de la NASA
3. ↑ Referencia de noticias del módulo lunar Apolo, 1974 .
4. ↑ Johnston, Richard S., Michel, Edward L., Smith, George B., Jr. Consideraciones del entorno gaseoso y programas de evaluación que conducen a la selección de la atmósfera de la nave espacial / Informe técnico de la NASA NASA -TN-D-2506. 1 de enero de 1965
5. ↑ Informe técnico sobre I+D LRE Landing (LMDE). Archivado el 12 de noviembre de 2013 en Wayback Machine TRW Systems
6. ↑ Gorelik A. L., Butko G. I., Belousov Yu. A. Computadoras de a bordo. - M. : Mashinostroenie, 1975. - 204 p.
7. ↑ Butko G. I., Ivnitsky V. A., Poryvkin Yu. P. Evaluación de las características de los sistemas de control de aeronaves. - M. : Mashinostroenie, 1983. - 272 p.
8. ↑ Manual de radar. T. 3. Dispositivos y sistemas radar. - M., radio soviética, 1979. - p. 462-473

Enlaces

• Programa Apolo en el sitio web del Museo Smithsonian del Aire y el Espacio 
•  Referencia de noticias del módulo lunar Apolo . — Nueva York: Grumman Aerospace Corporation, 1974.
• Kelly, Thomas J. (2001). Moon Lander: Cómo desarrollamos el módulo lunar Apolo (Serie Smithsoniana de historia de la aviación y los vuelos espaciales). Prensa de la Institución Smithsonian. ISBN 1-56098-998-X .
• Panadero, David (1981). La historia de los vuelos espaciales tripulados . Editores Corona. ISBN 0-517-54377-X
• Brooks, Courtney J., Grimwood, James M. y Swenson, Loyd S. Jr (1979) Carros para Apolo: una historia de la nave espacial lunar tripulada NASA SP-4205.
• Sullivan, Scott P. (2004) LM virtual: un ensayo pictórico de la ingeniería y construcción del módulo lunar Apolo . Libros de apogeo . ISBN 1-894959-14-0
• Stoff, Joshua. (2004) Construcción de naves lunares: el módulo lunar de Grumman . Editorial Arcadia. ISBN 0-7385-3586-9
• Stengel, Robert F. (1970). Control manual de actitud del módulo lunar , J. Spacecraft and Rockets, vol. 7, núm. 8, págs. 941-948.
• Levantovsky VI La mecánica del vuelo espacial en una presentación elemental. - M. : Nauka, 1970. - 492 p.

diccionarios y enciclopedias	Britannica (en línea)
En catálogos bibliográficos	J9U : 987007538680505171 LCCN : sh85078854