Apollo-Mondlandefähre -Apollo Lunar Module

Apollo-Mondlandefähre
Foto der Mondlandefähre von Apollo 16 auf dem Mond
Apollo 16 LM Orion auf der Mondoberfläche, 1972
Hersteller Grummann
Designer Thomas J.Kelly
Herkunftsland Vereinigte Staaten
Operator NASA
Anwendungen Mondlandung mit Besatzung
Spezifikationen
Raumfahrzeugtyp Mondlander
Masse starten
Trockenmasse
Besatzungskapazität 2
Volumen 235 Kubikfuß (6,7 m 3 )
Leistung 28 V Gleichstrom, 115 V 400 Hz Wechselstrom
Batterien Sechs oder sieben 28–32 Volt, 296 Amperestunden Silber-Zink
Regime
Leben gestalten 75 Stunden (verlängert)
Maße
Länge 7,04 m (23 Fuß 1 Zoll)
Durchmesser 4,22 m (13 Fuß 10 Zoll) ohne Fahrwerk
Breite 9,4 m (31 Fuß), ausgefahrenes Fahrwerk
Produktion
Status Im Ruhestand
Gebaut 15
Gestartet 10
Betriebsbereit 10
Im Ruhestand 1972
Fehlgeschlagen 0
Verloren 0
Jungfernstart 22. Januar 1968
Letzter Start 7. Dezember 1972
Letzter Ruhestand 14. Dezember 1972
Verwandtes Raumschiff
Mit geflogen Apollo Kommando- und Servicemodul
Aufbau
LEM-Linienzeichnung.png

Die Apollo- Mondlandefähre ( LM / ˈ l ɛ m / ), ursprünglich als Lunar Excursion Module ( LEM ) bezeichnet , war das Mondlander- Raumschiff , das während des Apollo-Programms der Vereinigten Staaten zwischen der Mondumlaufbahn und der Mondoberfläche geflogen wurde . Es war das erste bemannte Raumschiff, das ausschließlich im luftleeren Vakuum des Weltraums operierte, und bleibt das einzige bemannte Fahrzeug, das irgendwo jenseits der Erde landete.

Das zweistufige Mondmodul, das strukturell und aerodynamisch nicht in der Lage war, durch die Erdatmosphäre zu fliegen, wurde in eine Mondumlaufbahn gebracht, die an das Apollo-Kommando- und Servicemodul (CSM) angeschlossen war, das etwa die doppelte Masse hatte. Seine zweiköpfige Besatzung flog das komplette Mondmodul aus der Mondumlaufbahn auf die Mondoberfläche. Während des Starts wurde die verbrauchte Abstiegsstufe als Startrampe für die Aufstiegsstufe verwendet, die dann zurück zum Kommandomodul flog , wonach sie ebenfalls verworfen wurde.

Unter der Aufsicht von Grumman war die Entwicklung des LM von Problemen geplagt, die seinen ersten unbemannten Flug um etwa zehn Monate und seinen ersten bemannten Flug um etwa drei Monate verzögerten. Dennoch wurde der LM zur zuverlässigsten Komponente des Apollo-Saturn- Raumfahrzeugs . Die Gesamtkosten des LM für die Entwicklung und die produzierten Einheiten beliefen sich auf 21,3 Milliarden US-Dollar im Jahr 2016, bereinigt von einer nominalen Gesamtsumme von 2,2 Milliarden US-Dollar unter Verwendung der NASA New Start Inflation Indizes.

Zehn Mondmodule wurden ins All geschossen. Sechs davon wurden von 1969 bis 1972 von Menschen auf dem Mond gelandet. Die ersten beiden Flüge waren Tests im erdnahen Orbit : Apollo 5 ohne Besatzung; und Apollo 9 mit Besatzung. Ein dritter Testflug im niedrigen Mondorbit war Apollo 10 , eine Generalprobe für die erste Landung, die auf Apollo 11 durchgeführt wurde . Die Mondlandefähre von Apollo 13 fungierte als Rettungsboot, um Lebenserhaltung und Antrieb bereitzustellen, um die Besatzung für die Heimreise am Leben zu erhalten, als ihr CSM auf dem Weg zum Mond durch eine Sauerstofftankexplosion deaktiviert wurde .

Die sechs gelandeten Abstiegsstufen verbleiben an ihren Landeplätzen; Ihre entsprechenden Aufstiegsstufen stürzten nach dem Gebrauch auf den Mond. Eine Aufstiegsstufe ( Snoopy von Apollo 10 ) wurde in einer heliozentrischen Umlaufbahn verworfen , nachdem ihre Abstiegsstufe in einer Mondumlaufbahn verworfen worden war. Die anderen drei LMs wurden in der Erdatmosphäre verbrannt: Die vier Stufen von Apollo 5 und Apollo 9 traten jeweils separat wieder ein, während Aquarius von Apollo 13 als Einheit wieder eintrat.

Betriebsprofil

Beim Start befand sich das Mondmodul direkt unter dem Kommando- und Servicemodul (CSM) mit eingeklappten Beinen im Inneren des Spacecraft-to-LM-Adapters (SLA), der an der S-IVB- Drittstufe der Saturn-V- Rakete befestigt war . Dort blieb es durch den Erdparkorbit und die Rakete mit translunarer Injektion (TLI), um das Fahrzeug zum Mond zu schicken.

Kurz nach TLI wurde das SLA eröffnet; Das CSM führte ein Manöver durch , bei dem es sich trennte, umdrehte, zurückkam, um an das Mondmodul anzudocken, und es aus dem S-IVB herauszog. Während des Fluges zum Mond wurden die Andockluken geöffnet und der Pilot des Mondmoduls betrat das LM, um es vorübergehend hochzufahren und alle Systeme außer dem Antrieb zu testen. Der Pilot der Mondlandefähre übernahm die Rolle eines technischen Offiziers und überwachte die Systeme beider Raumfahrzeuge.

Nach Erreichen einer Mondparkbahn betraten der Kommandant und der LM-Pilot das LM und trieben es an, ersetzten die Luken und die Andockausrüstung, entfalteten und verriegelten seine Landebeine und trennten sich vom CSM und flogen unabhängig voneinander. Der Kommandant bediente die Flugsteuerung und die Motordrossel, während der Pilot der Mondlandefähre andere Raumfahrzeugsysteme bediente und den Kommandanten über den Systemstatus und Navigationsinformationen auf dem Laufenden hielt. Nachdem der Pilot des Kommandomoduls das Fahrwerk visuell inspiziert hatte , wurde das LM in eine sichere Entfernung zurückgezogen und dann gedreht, bis der Sinkflugmotor nach vorne in Fahrtrichtung zeigte. Es wurde eine 30-sekündige Sinkbahn-Insertionsverbrennung durchgeführt, um die Geschwindigkeit zu verringern und die Perilune des LM auf etwa 50.000 Fuß (15 km) von der Oberfläche, etwa 260 Seemeilen (480 km) oberhalb des Landeplatzes, fallen zu lassen.

Lunar Module Eagle , die Aufstiegsstufe der Mondlandefähre von Apollo 11 , im Orbit über dem Mond. Die Erde ist in der Ferne sichtbar. Foto von Michael Collins .

Als sich das Fahrzeug der Lebensgefahr näherte, wurde der Abstiegsmotor erneut gestartet, um den angetriebenen Abstieg zu beginnen. Während dieser Zeit flog die Besatzung auf dem Rücken, abhängig vom Computer, um die Vorwärts- und Vertikalgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf nahezu Null zu verlangsamen. Die Steuerung wurde mit einer Kombination aus Triebwerksdrosselung und Lagetriebwerken ausgeübt, die vom Computer mit Hilfe des Landeradars gesteuert wurden. Während des Bremsens sank der LM auf etwa 3,0 km (10.000 Fuß) und in der letzten Anflugphase auf etwa 210 m (700 Fuß) ab. Beim endgültigen Anflug neigte sich das Fahrzeug in eine nahezu vertikale Position, sodass die Besatzung zum ersten Mal nach vorne und unten schauen konnte, um die Mondoberfläche zu sehen.

Astronauten flogen das Apollo-Raumschiff manuell nur während der Mondannäherung. Die letzte Landephase begann etwa 0,61 km (2.000 Fuß) oberhalb des Ziellandeplatzes. An diesem Punkt wurde die manuelle Steuerung für den Kommandanten aktiviert, der genug Treibstoff hatte , um bis zu zwei Minuten lang zu schweben, um zu überprüfen, wohin der Computer das Fahrzeug brachte, und notwendige Korrekturen vorzunehmen. Falls erforderlich, hätte die Landung fast jederzeit abgebrochen werden können, indem die Abstiegsstufe abgeworfen und das Aufstiegstriebwerk gezündet wurde, um für eine Notrückkehr zum CSM wieder in die Umlaufbahn zu steigen. Schließlich berührten eine oder mehrere von drei 1,71 m (67,2 Zoll) großen Sonden, die sich von Fußpolstern an den Beinen des Landers erstreckten, die Oberfläche und aktivierten die Kontaktanzeigelampe, die dem Kommandanten signalisierte, den Abstiegsmotor abzuschalten, damit sich das LM niederlassen konnte auf die Oberfläche. Beim Aufsetzen würden die Sonden um bis zu 180 Grad gebogen oder sogar abbrechen. Das ursprüngliche Design verwendete die Sonden an allen vier Beinen, aber beginnend mit der ersten Landung (LM-5 auf Apollo 11) wurde die an der Leiter entfernt, aus Sorge, dass die gebogene Sonde nach der Landung den Anzug eines Astronauten beim Abstieg durchstechen könnte oder von der Leiter gestiegen.

Der ursprüngliche Plan für Aktivitäten außerhalb des Fahrzeugs bis mindestens 1966 sah vor, dass nur ein Astronaut das LM verließ, während der andere im Inneren blieb, "um die Kommunikation aufrechtzuerhalten". Die Kommunikation wurde schließlich als zuverlässig genug angesehen, um es beiden Besatzungsmitgliedern zu ermöglichen, auf der Oberfläche zu gehen, sodass das Raumschiff nur von der Missionskontrolle aus der Ferne betreut werden konnte.

Beginnend mit Apollo 14 wurde zusätzliches LM-Treibmittel für den angetriebenen Abstieg und die Landung zur Verfügung gestellt, indem der CSM-Motor verwendet wurde, um die 15 km (50.000 Fuß) Perilune zu erreichen. Nachdem das Raumschiff abgedockt war, hob das CSM seine Umlaufbahn für den Rest der Mission an und kreisförmigisierte sie.

Als er bereit war, den Mond zu verlassen, zündete der Aufstiegsmotor des LM und verließ die Abstiegsstufe auf der Mondoberfläche. Nach einigen Kurskorrekturbränden traf sich das LM mit dem CSM und dockte an, um die Besatzung und die Gesteinsproben zu transferieren. Nach getaner Arbeit wurde die Aufstiegsstufe abgetrennt. Das Triebwerk der Apollo 10-Aufstiegsstufe wurde gezündet, bis sein Treibstoff aufgebraucht war, und schickte es am Mond vorbei in eine heliozentrische Umlaufbahn . Die Aufstiegsstufe von Apollo 11 wurde in der Mondumlaufbahn zurückgelassen, um schließlich abzustürzen; Alle nachfolgenden Aufstiegsstufen (mit Ausnahme von Apollo 13) wurden absichtlich in den Mond gelenkt, um Messwerte von auf der Oberfläche platzierten Seismometern zu erhalten.

Geschichte

Ein Modell von 1962 des ersten LEM-Designs, angedockt an das Kommando- und Servicemodul. Das Modell wird von Joseph Shea gehalten , dem Schlüsselingenieur hinter der Einführung der Rendezvous- Missionslogistik in der Mondumlaufbahn .

Die Mondlandefähre (ursprünglich als Lunar Excursion Module bezeichnet, bekannt unter dem Akronym LEM) wurde entworfen, nachdem die NASA sich entschieden hatte, den Mond über Lunar Orbit Rendezvous (LOR) anstelle der Methoden des direkten Aufstiegs oder Earth Orbit Rendezvous (EOR) zu erreichen . Sowohl der direkte Aufstieg als auch EOR hätten die Landung eines viel schwereren, vollständigen Apollo-Raumfahrzeugs auf dem Mond bedeutet. Nachdem die Entscheidung getroffen worden war, mit LOR fortzufahren, wurde es notwendig, ein separates Fahrzeug herzustellen, das in der Lage war, die Mondoberfläche zu erreichen und zurück in die Mondumlaufbahn aufzusteigen.

Vertragsvermietung und Baustandort

Im Juli 1962 wurden elf Firmen aufgefordert, Vorschläge für das LEM einzureichen. Neun Unternehmen antworteten im September und beantworteten 20 Fragen, die von der Ausschreibung der NASA in einem begrenzten technischen Vorschlag von 60 Seiten gestellt wurden. Grumman erhielt den Vertrag offiziell am 7. November 1962. Grumman hatte Ende der 1950er Jahre und erneut 1961 mit Rendezvous-Studien in der Mondumlaufbahn begonnen. Die Auftragskosten wurden auf rund 350 Millionen US-Dollar geschätzt. Es gab zunächst vier große Subunternehmer: Bell Aerosystems ( Aufstiegstriebwerk ), Hamilton Standard (Umweltkontrollsysteme), Marquardt (Reaktionskontrollsystem) und Rocketdyne ( Abstiegstriebwerk ).

Das Primary Guidance, Navigation and Control System (PGNCS) wurde vom MIT Instrumentation Laboratory entwickelt ; Der Apollo Guidance Computer wurde von Raytheon hergestellt (ein ähnliches Leitsystem wurde im Kommandomodul verwendet ). Ein Backup-Navigationstool, das Abort Guidance System (AGS), wurde von TRW entwickelt.

Die Apollo-Mondlandefähre wurde in einer Grumman-Fabrik in Bethpage, New York, zusammengebaut .

Design-Phase

Dieses Modell von 1963 zeigt das zweite LEM-Design, das zu informellen Referenzen als "der Fehler" führte.

Die Apollo-Mondlandefähre wurde hauptsächlich von Grumman-Luft- und Raumfahrtingenieur Thomas J. Kelly entworfen . Das erste LEM-Design sah aus wie eine kleinere Version des Apollo-Kommando- und Servicemoduls (eine kegelförmige Kabine auf einem zylindrischen Antriebsabschnitt) mit klappbaren Beinen. Das zweite Design berief sich auf die Idee eines Hubschraubercockpits mit großen gebogenen Fenstern und Sitzen, um die Sicht der Astronauten beim Schweben und Landen zu verbessern. Dazu gehörte auch ein zweiter, vorderer Docking-Port, der es der LEM-Besatzung ermöglichte, eine aktive Rolle beim Andocken an das CSM zu übernehmen.

Im weiteren Verlauf des Programms gab es zahlreiche Neukonstruktionen, um Gewicht zu sparen, die Sicherheit zu verbessern und Probleme zu beheben. Als erstes waren die schweren Cockpitfenster und die Sitze zu entfernen; Die Astronauten würden stehen, während sie das LEM fliegen, unterstützt von einem Kabel- und Flaschenzugsystem, mit kleineren dreieckigen Fenstern, die ihnen eine ausreichende Sicht auf den Landeplatz geben. Später wurde der redundante vordere Docking-Port entfernt, was bedeutete, dass der Kommandopilot die aktive Kontrolle über das Andocken an den Piloten des Kommandomoduls abgab. er konnte immer noch den sich nähernden CSM durch ein kleines Dachfenster sehen. Der Ausstieg beim Tragen sperriger Raumanzüge für Aktivitäten außerhalb des Fahrzeugs wurde durch eine einfachere vordere Luke (32 Zoll × 32 Zoll oder 810 mm × 810 mm) erleichtert.

Die Konfiguration wurde im April 1963 eingefroren, als über die Konstruktion des Auf- und Abstiegsmotors entschieden wurde. Zusätzlich zu Rocketdyne wurde im Juli 1963 bei Space Technology Laboratories (TRW) ein Parallelprogramm für den Abstiegsmotor bestellt , und im Januar 1965 wurde der Rocketdyne-Vertrag gekündigt.

Der Strom sollte ursprünglich von Brennstoffzellen erzeugt werden, die von Pratt und Whitney ähnlich dem CSM gebaut wurden, aber im März 1965 wurden diese zugunsten eines reinen Batteriedesigns verworfen.

Das ursprüngliche Design hatte drei Landebeine, die leichteste mögliche Konfiguration. Da jedoch jedes einzelne Bein das Gewicht des Fahrzeugs tragen müsste, wenn es in einem erheblichen Winkel landete, war dies auch die am wenigsten stabile Konfiguration, wenn eines der Beine während der Landung beschädigt wurde. Die nächste Iteration des Fahrwerkdesigns hatte fünf Beine und war die stabilste Konfiguration für die Landung auf unbekanntem Terrain. Diese Konfiguration war jedoch zu schwer und die Designer machten Kompromisse bei vier Stützbeinen.

Im Juni 1966 wurde der Name in Lunar Module (LM) geändert, wodurch das Wort Exkursion eliminiert wurde . Laut George Low , Manager des Apollo Spacecraft Program Office, lag dies daran, dass die NASA befürchtete, dass das Wort Exkursion Apollo eine leichtfertige Note verleihen könnte. Trotz der Namensänderung sprachen die Astronauten und andere NASA- und Grumman-Mitarbeiter die Abkürzung weiterhin als ( / l ɛ m / ) anstelle der Buchstaben „LM“ aus.

Astronautentraining

Lunar Landing Research Vehicle (LLRV) während eines Testfluges

Gus Grissom verglich die Landung auf dem Mond mit „einer schwebenden Operation“ und sagte 1963, dass, obwohl die meisten frühen Astronauten Kampfpiloten waren, „wir uns jetzt fragen, ob der Pilot, der diese erste Mondlandung durchführt, nicht ein sehr erfahrener Hubschrauberpilot sein sollte“. . Um Astronauten das Erlernen von Mondlandetechniken zu ermöglichen, beauftragte die NASA 1964 Bell Aerosystems mit dem Bau des Lunar Landing Research Vehicle (LLRV), das ein kardanisches vertikales Düsentriebwerk verwendete, um fünf Sechstel seines Gewichts auszugleichen, um die Schwerkraft des Mondes zu simulieren zusätzlich zu seinen eigenen Wasserstoffperoxid-Triebwerken, um den Abstiegsmotor und die Lageregelung des LM zu simulieren. Erfolgreiche Tests von zwei LLRV-Prototypen im Dryden Flight Research Center führten 1966 zu drei serienmäßigen Lunar Landing Training Vehicles (LLTV), die zusammen mit den LLRVs zur Ausbildung der Astronauten im Houston Manned Spacecraft Center eingesetzt wurden. Dieses Flugzeug erwies sich als ziemlich gefährlich zu fliegen, da drei der fünf bei Abstürzen zerstört wurden. Es war mit einem raketenbetriebenen Schleudersitz ausgestattet, sodass in jedem Fall der Pilot überlebte, einschließlich des ersten Menschen, der den Mond betrat, Neil Armstrong .

Entwicklungsflüge

Der Apollo 6 Lunar Module Test Article (LTA-2R) kurz vor der Paarung mit dem SLA

LM-1 wurde gebaut, um den ersten unbemannten Flug zum Testen von Antriebssystemen durchzuführen, der auf einer Saturn IB in eine erdnahe Umlaufbahn gebracht wurde . Dies war ursprünglich für April 1967 geplant, später in diesem Jahr folgte der erste bemannte Flug. Aber die Entwicklungsprobleme des LM waren unterschätzt worden, und der Flug von LM-1 wurde bis zum 22. Januar 1968 als Apollo 5 verschoben . Zu dieser Zeit wurde LM-2 in Reserve gehalten, falls der LM-1-Flug fehlschlug, was nicht geschah.

LM-3 wurde nun das erste bemannte LM, das erneut in einer niedrigen Erdumlaufbahn geflogen wurde, um alle Systeme zu testen und die für Apollo 8 im Dezember 1968 geplante Trennung, das Rendezvous und das Andocken zu üben. Aber auch hier verzögerten Probleme in letzter Minute dies Flug bis Apollo 9 am 3. März 1969. Ein zweiter bemannter Übungsflug in einer höheren Erdumlaufbahn war geplant, um LM-3 zu folgen, aber dieser wurde abgesagt, um den Programmzeitplan auf Kurs zu halten.

Apollo 10 startete am 18. Mai 1969 und nutzte LM-4 für eine "Generalprobe" für die Mondlandung, wobei alle Phasen der Mission geübt wurden, mit Ausnahme der Einleitung des motorisierten Abstiegs durch den Start. Der LM stieg auf 14,4 km (47.400 Fuß) über der Mondoberfläche ab, warf dann die Abstiegsstufe ab und kehrte mit seinem Aufstiegsmotor zum CSM zurück.

Produktionsflüge

Die Apollo 11- Mondlandefähre Eagle im Mondorbit

Die erste bemannte Mondlandung fand am 20. Juli 1969 mit der Apollo 11 LM-5 Eagle statt . Vier Tage später landete die Apollo 11-Crew in der Kommandokapsel Columbia im Pazifischen Ozean und vervollständigte damit das Ziel von Präsident John F. Kennedy : „Bevor dieses Jahrzehnt zu Ende ist, einen Mann auf dem Mond zu landen und ihn sicher dorthin zurückzubringen die Erde".

Es folgten Landungen von Apollo 12 (LM-6 Intrepid ) und Apollo 14 (LM-8 Antares ). Im April 1970 spielte die Apollo 13 LM-7 Aquarius eine unerwartete Rolle bei der Rettung der drei Astronauten, nachdem ein Sauerstofftank im Servicemodul platzte und das CSM deaktivierte. Aquarius diente den Astronauten bei ihrer Rückkehr zur Erde als „Rettungsboot“. Sein Abstiegsstufenmotor wurde verwendet, um den verkrüppelten Motor des CSM Service Propulsion System zu ersetzen, und seine Batterien lieferten Strom für die Heimreise und luden die Batterien des Kommandomoduls auf, die für den Wiedereintritt entscheidend waren. Die Astronauten landeten sicher am 17. April 1970. Die Systeme des LM, die darauf ausgelegt waren, zwei Astronauten 45 Stunden lang zu unterstützen (einschließlich zweimaliger Druckentlastung und erneuter Druckbeaufschlagung, die zu einem Verlust der Sauerstoffversorgung führten), streckten sich tatsächlich, um drei Astronauten 90 Stunden lang zu unterstützen (ohne Druckentlastung und erneute Druckbeaufschlagung). und Verlust der Sauerstoffversorgung).

Die Schwebezeiten wurden bei den letzten vier Landemissionen maximiert, indem das Servicemodul-Triebwerk verwendet wurde, um 22 Stunden vor der Trennung des LM vom CSM die anfängliche Einfügungsverbrennung des Abstiegs in die Umlaufbahn durchzuführen, eine Praxis, die bei Apollo 14 begonnen wurde CSM umkreiste den Mond mit einer Perilune von 16,9 km (9,1 Seemeilen) und ermöglichte es dem LM, seinen angetriebenen Abstieg aus dieser Höhe mit einer vollen Ladung Treibstoff für die Abstiegsphase zu beginnen, wodurch mehr Reservetreibstoff für den endgültigen Anflug übrig blieb. Das CSM würde dann seine Lebensgefahr wieder auf die normalen 60 Seemeilen (110 km) anheben.

Erweiterte J-Klasse-Missionen

Ein verringerter Abstand führte bei der Landung von Apollo 15 zum Knicken der verlängerten Abstiegsdüse des Triebwerks

Das Extended Lunar Module (ELM), das bei den letzten drei „J-Klasse-Missionen“Apollo 15 , 16 und 17 – verwendet wurde, wurde aufgerüstet, um größere Nutzlasten zu landen und länger auf der Mondoberfläche zu bleiben. Der Schub des Abstiegsmotors wurde durch Hinzufügen einer 10-Zoll-Verlängerung (250 mm) zur Motorglocke erhöht, und die Abstiegstreibstofftanks wurden vergrößert. Ein Abfallspeichertank wurde der Abstiegsphase hinzugefügt, mit Rohrleitungen von der Aufstiegsphase. Diese Upgrades ermöglichten Aufenthalte von bis zu 75 Stunden auf dem Mond.

Das Lunar Roving Vehicle wurde zusammengeklappt und in Quadrant 1 der Abstiegsphase transportiert. Es wurde von den Astronauten nach der Landung eingesetzt und ermöglichte es ihnen, große Gebiete zu erkunden und eine größere Vielfalt an Mondproben zurückzugeben.

Spezifikationen

Diagramm der Mondlandefähre
Mannschaftskabine der Mondlandefähre
Astronauten-Ruhe-(Schlaf-)Unterkunft
Schnittdarstellung der Mondlandefähre

Die hier angegebenen Gewichte sind Durchschnittswerte für die Originalfahrzeuge vor der ELM-Spezifikation. Spezifische Gewichte für jede Mission finden Sie in den einzelnen Missionsartikeln.

Aufstiegsstufe

Die Aufstiegsstufe enthielt die Mannschaftskabine mit Instrumententafeln und Flugsteuerungen. Es enthielt einen eigenen Ascent Propulsion System (APS)-Motor und zwei hypergolische Treibstofftanks für die Rückkehr in die Mondumlaufbahn und das Rendezvous mit dem Apollo-Kommando- und Servicemodul . Es enthielt auch ein Reaction Control System (RCS) zur Lage- und Übersetzungskontrolle , das aus sechzehn hypergolischen Triebwerken bestand, die denen des Servicemoduls ähnelten und in vier Quads mit eigener Treibstoffversorgung montiert waren. Eine vordere Aktivitätsluke außerhalb des Fahrzeugs ermöglichte den Zugang zur und von der Mondoberfläche, während eine obenliegende Luke und ein Docking-Port den Zugang zum und vom Kommandomodul ermöglichten.

Zu den internen Geräten gehörte ein Umweltkontrollsystem (Lebenserhaltung); ein UKW-Kommunikationssystem mit zwei Antennen zur Kommunikation mit dem Kommandomodul; ein einheitliches S-Band- System und eine lenkbare Parabolantenne für die Kommunikation mit der Erde; eine Außenfahrzeug-Aktivitätsantenne, die einem Mini-Sonnenschirm ähnelt und die Kommunikation von Antennen auf den tragbaren Lebenserhaltungssystemen der Astronauten über das LM weiterleitet; primäre (PGNCS) und Backup- (AGS) Leit- und Navigationssysteme; ein optisches Ausrichtungsteleskop zum visuellen Bestimmen der Ausrichtung des Raumfahrzeugs; Rendezvous-Radar mit eigener lenkbarer Parabolantenne; und ein System zur aktiven thermischen Steuerung. Elektrische Speicherbatterien, Kühlwasser und Atemsauerstoff wurden in Mengen gespeichert, die für einen anfänglichen Aufenthalt auf der Mondoberfläche von 48 Stunden ausreichten und für spätere Missionen auf 75 Stunden verlängert wurden.

Während der Ruhezeiten während des Parkens auf dem Mond schläft die Besatzung auf Hängematten, die quer in der Kabine aufgehängt sind.

Die zurückgebrachte Nutzlast umfasste die von der Besatzung gesammelten Mondgesteins- und Bodenproben (bei Apollo 17 bis zu 238 Pfund (108 kg)) sowie ihren belichteten Fotofilm .

  • Besatzung: 2
  • Mannschaftskabinenvolumen: 235 cu ft (6,7 m 3 )
  • Bewohnbares Volumen: 160 Kubikfuß (4,5 m 3 )
  • Höhe des Mannschaftsraums: 2,34 m (7 Fuß 8 Zoll)
  • Tiefe des Mannschaftsraums: 1,07 m (3 Fuß 6 Zoll)
  • Höhe: 2,832 m (9 Fuß 3,5 Zoll)
  • Breite: 4,29 m (14 Fuß 1 Zoll)
  • Tiefe: 4,04 m (13 Fuß 3 Zoll)
  • Masse, trocken: 2.150 kg (4.740 lb)
  • Bruttomasse: 4.700 kg (10.300 lb)
  • Atmosphäre: 100 % Sauerstoff bei 4,8 psi (33 kPa)
  • Wasser: zwei 42,5 lb (19,3 kg) Vorratstanks
  • Kühlmittel: 25 Pfund (11 kg) Ethylenglykol /Wasser-Lösung
  • Thermische Kontrolle: ein aktiver Wassereis-Sublimator
  • RCS-Treibmittelmasse: 287 kg (633 lb)
  • RCS-Triebwerke: sechzehn x 100 lbf (440 N) in vier Quads
  • RCS-Treibmittel: Aerozine 50- Kraftstoff/ Distickstofftetroxid (N 2 O 4 )-Oxidationsmittel
  • RCS- spezifischer Impuls : 290 s (2,8 km/s)
  • APS-Treibmittelmasse: 5.187 lb (2.353 kg), gespeichert in zwei 36-Kubikfuß (1,02 m 3 )-Treibmitteltanks
  • APS-Triebwerk: Bell Aerospace LM Ascent Engine (LMAE) und Rocketdyne LMAE-Injektoren
  • APS-Schub: 16.000 N (3.500 lbf)
  • APS-Treibmittel: Aerozine 50-Kraftstoff / Distickstofftetroxid-Oxidationsmittel
  • APS-Druckmittel: zwei Heliumtanks mit 2,9 kg (6,4 lb) bei 21 MPa (3.000 Pfund pro Quadratzoll)
  • APS spezifischer Impuls : 311 s (3,05 km/s)
  • APS -Delta-V : 7.280 Fuß/s (2.220 m/s)
  • Schub-zu-Gewicht-Verhältnis beim Start: 2,124 (in Mondgravitation)
  • Batterien: zwei 28–32 Volt, 296 Amperestunden Silber-Zink-Batterien ; 57 kg (125 lb).
  • Stromversorgung: 28 V Gleichstrom, 115 V 400 Hz Wechselstrom

Abstiegsstufe

Maßstabsgetreues Modell der Apollo-Mondlandefähre im Euro Space Center in Belgien

Die Hauptaufgabe der Abstiegsstufe bestand darin, eine angetriebene Landung und außervehikuläre Aktivitäten an der Oberfläche zu unterstützen. Nach Beendigung der Exkursion diente sie als Startrampe für die Aufstiegsetappe. Seine achteckige Form wurde von vier klappbaren Fahrwerksbeinen getragen und enthielt einen drosselbaren Descent Propulsion System (DPS)-Motor mit vier hypergolischen Treibstofftanks . Eine Dauerstrich- Doppler-Radarantenne wurde am Hitzeschild des Motors an der Unterseite angebracht, um während der Landung Höhen- und Sinkgeschwindigkeitsdaten an das Leitsystem und die Pilotenanzeige zu senden. Fast alle Außenflächen, mit Ausnahme der Oberseite, der Plattform, der Leiter, des Abstiegsmotors und des Hitzeschilds, waren zur Wärmeisolierung mit bernsteinfarbenen, dunkel (rötlich) bernsteinfarbenen, schwarzen, silbernen und gelben aluminisierten Kapton-Foliendecken bedeckt . Das (vordere) Landebein Nummer 1 hatte eine angebrachte Plattform (informell als "Veranda" bekannt) vor der extravehicularen Aktivitätsluke der Aufstiegsstufe und eine Leiter, mit der die Astronauten zwischen der Kabine zur Oberfläche auf- und abstiegen. Das Fußpolster jedes Landebeins enthielt eine 1,7 m lange Oberflächenkontaktsensorsonde, die dem Kommandanten signalisierte, den Abstiegsmotor auszuschalten. (Die Sonde wurde bei jeder Landemission im Abschnitt Nr. 1 weggelassen, um eine Verletzungsgefahr für die Astronauten im Anzug zu vermeiden, da die Sonden dazu neigten, abzubrechen und von der Oberfläche nach oben zu ragen.)

Die Ausrüstung für die Monderkundung wurde in der Modular Equipment Stowage Assembly (MESA) transportiert, einer Schublade, die auf einer schwenkbaren Platte montiert ist, die aus dem linken vorderen Fach herausfällt. Außer den Oberflächenausgrabungswerkzeugen des Astronauten und den Probensammelboxen enthielt das MESA eine Fernsehkamera mit einem Stativ; Als der Kommandant die MESA öffnete, indem er beim Hinuntersteigen an einer Leine zog, wurde die Kamera automatisch aktiviert, um die ersten Bilder der Astronauten auf der Oberfläche zurück zur Erde zu senden. Eine Flagge der Vereinigten Staaten , die die Astronauten auf der Oberfläche aufstellen sollten, wurde in einem Container mitgeführt, der auf der Leiter jeder Landemission montiert war.

Das Early Apollo Surface Experiments Package (später das Apollo Lunar Surface Experiments Package ) wurde im gegenüberliegenden Abteil hinter dem LM transportiert. Ein externes Fach an der rechten Frontplatte trug eine ausfahrbare S-Band-Antenne, die im geöffneten Zustand wie ein umgedrehter Regenschirm auf einem Stativ aussah. Dies wurde bei der ersten Landung aus Zeitgründen und der Tatsache, dass mit der S-Band-Antenne des LM akzeptable Kommunikation empfangen wurde, nicht verwendet, wurde jedoch bei Apollo 12 und 14 verwendet. Ein handgezogener Modular Equipment Transporter (MET ) , ähnlich wie ein Golfwagen, wurde auf Apollo 13 und 14 mitgeführt, um den Transport der Werkzeuge und Proben auf ausgedehnten Mondspaziergängen zu erleichtern. Bei den erweiterten Missionen ( Apollo 15 und später) wurden die Antenne und die Fernsehkamera auf dem Lunar Roving Vehicle montiert , das zusammengeklappt und auf einer externen Platte montiert getragen wurde. Die Fächer enthielten auch Ersatzbatterien für tragbare Lebenserhaltungssysteme (PLSS) und zusätzliche Lithiumhydroxid-Kanister für die erweiterten Missionen.

  • Höhe: 3,231 m (10 Fuß 7,2 Zoll) (plus 1,707 m (5 Fuß 7,2 Zoll) Landesonden)
  • Breite / Tiefe, minus Fahrwerk: 4,22 m (13 Fuß 10 Zoll)
  • Breite/Tiefe, ausgefahrenes Fahrwerk: 9,4 m (31,0 Fuß)
  • Masse einschließlich Treibmittel: 10.334 kg (22.783 lb)
  • Wasser: ein Vorratstank von 151 kg (333 lb).
  • DPS-Treibmittelmasse: 18.000 lb (8.200 kg), gespeichert in vier 67,3-Kubikfuß (1,906 m 3 )-Treibmitteltanks
  • DPS-Motor: TRW LM-Abstiegsmotor (LMDE)
  • DPS-Schub: 10.125 lbf (45.040 N), drosselbar zwischen 10 % und 60 % des vollen Schubs
  • DPS-Treibmittel: Aerozine 50-Kraftstoff / Stickstofftetroxid-Oxidationsmittel
  • DPS-Druckmittel: ein überkritischer Heliumtank mit 22 kg (49 Pfund) bei 1.555 psi (10,72 MPa)
  • DPS spezifischer Impuls : 311 s (3.050 N⋅s/kg)
  • DPS -Delta-V : 8.100 Fuß/s (2.500 m/s)
  • Batterien: vier (Apollo 9–14) oder fünf (Apollo 15–17) 28–32 V, 415 Ah Silber-Zink-Batterien; 61 kg (135 lb).

Mondlandefähren hergestellt

Seriennummer Name Verwenden Erscheinungsdatum Standort Bild
LTA-1 Nicht geflogen Wiege des Luftfahrtmuseums (Long Island, NY) LTA-1 im Cradle of Aviation Museum, Garden City, NY.jpg
LTA-2R Apoll 6 4. April 1968 Wiedereintritt in die Erdatmosphäre 67-H-1230 Mondlandefähre LTA-2 R.jpg
LTA-3A Nicht geflogen Kansas Cosmosphere and Space Center LTA-3A im Kansas Cosmosphere and Space Center, Hutchinson, KS.jpg
LTA-3DR Nicht geflogene Abstiegsphase Franklin Institut Apollo Lander, Franklin Institute - DSC06612.JPG
LTA-5D Nicht geflogen White Sands-Testanlage der NASA
LTA-8A Lunar Module Test Artikel Nr.8 Thermal-Vakuum-Tests Bodentests im Jahr 1968 Raumfahrtzentrum Houston

LTA-8A.jpg

LTA-10R Apoll 4 9. November 1967 Wiedereintritt in die Erdatmosphäre
MSC-16 Aufstiegsstufe ohne Flug Museum für Wissenschaft und Industrie (Chicago) MSC-16 im Museum für Wissenschaft und Industrie, Chicago, IL.jpg
TM-5 Nicht Flug Museum für Leben und Wissenschaft (Durham, NC) TM-5 im Museum des Lebens und der Wissenschaft, Durham, NC.jpg
PA-1 Nicht geflogen Testanlage White Sands
LM-1 Apoll 5 22. Januar 1968 Wiedereintritt in die Erdatmosphäre Lunar Module-1 und Spacecraft Lunar Module Adapter (SLA)-7 im Manned Spacecraft Operations Building des Kennedy Space Center.jpg
LM-2 Vorgesehen für den zweiten unbemannten Flug, der stattdessen für Bodentests verwendet wird. Fahrwerk für Falltests hinzugefügt. Es fehlt das Ausrichtungs-Optische Teleskop und der Flugcomputer
 
Nationales Luft- und Raumfahrtmuseum (Washington, DC) LunarLander.JPG
LM-3 Spinne Apoll 9 3. März 1969 Abstiegs- und Aufstiegsphasen traten getrennt wieder in die Erdatmosphäre ein Spinne über dem Ozean - GPN-2000-001109.jpg
LM-4 Snoopy Apollo 10 18. Mai 1969 Das Abstiegsstadium hat möglicherweise den Mond getroffen, das Aufstiegsstadium in einer heliozentrischen Umlaufbahn. Snoopy ist die einzige geflogene LM-Aufstiegsstufe, von der bekannt ist, dass sie intakt überlebt hat (möglicherweise Asteroid 2018 AV2). AS10-34-5087.jpg
LM-5 Adler Apollo 11 16. Juli 1969 Abstiegsstufe auf der Mondoberfläche im Meer der Ruhe , Aufstiegsstufe links in der Mondumlaufbahn (könnte immer noch den Mond umkreisen) Apollo 11 Mondlandefähre - 5927 NASA.jpg
LM-6 Unerschrocken Apoll 12 14. November 1969 Abstiegsstufe auf der Mondoberfläche bei Ocean of Storms , Aufstiegsstufe stürzte absichtlich in den Mond Bean steigt unerschrocken ab - GPN-2000-001317.jpg
LM-7 Wassermann Apoll 13 11. April 1970 Wiedereintritt in die Erdatmosphäre Apollo 13 Mondlandefähre.jpg
LM-8 Antares Apoll 14 31. Januar 1971 Abstiegsstufe auf der Mondoberfläche bei Fra Mauro , Aufstiegsstufe stürzte absichtlich in den Mond Antares im Hochland von Frau Mauro - GPN-2000-001144.jpg
LM-9 Nicht geflogen, vorgesehen als Apollo 15, letzte Mission der H-Klasse
 
Ausgestellt im Kennedy Space Center (Apollo/Saturn V Center)
 
LM-9KSC.jpg
LM-10 Falke Apollo 15 , erste ELM 26. Juli 1971 Abstiegsstufe auf der Mondoberfläche bei Hadley-Apennin , Aufstiegsstufe stürzte absichtlich in den Mond AS15-88-11866 - Apollo 15 Flagge, Rover, LM, Irwin - Restaurierung1.jpg
LM-11 Orion Apoll 16 16. April 1972 Abstiegsstufe auf der Mondoberfläche im Descartes-Hochland , Aufstiegsstufe links in der Mondumlaufbahn, Absturz auf dem Mond Apollo 16 LM Orion.jpg
LM-12 Herausforderer Apoll 17 7. Dezember 1972 Abstiegsstufe auf der Mondoberfläche bei Taurus-Littrow , Aufstiegsstufe stürzte absichtlich in den Mond Apollo 17 LM Aufstiegsstufe.jpg
LM-13
 
Nicht geflogen, als Apollo 19 gedacht
 
Teilweise fertiggestellt von Grumman , restauriert und ausgestellt im Cradle of Aviation Museum (Long Island, NY). Auch verwendet während der Miniserie From the Earth to the Moon von 1998 . LM-13 im Cradle of Aviation Museum, Garden City, NY.jpg
LM-14
 
Nicht geflogen, als Apollo 20 gedacht Unvollständig, wahrscheinlich verschrottet Apollo Lander, Franklin Institute - DSC06612.JPG
LM-15
 
Nicht geflogen, für den Umbau in die Apollo-Teleskophalterung vorgesehen
 
Unvollständig, verschrottet
 
* Für die Position von LMs, die auf der Mondoberfläche zurückgelassen wurden, siehe Liste der von Menschenhand geschaffenen Objekte auf dem Mond .
Weltkarte mit Standorten der Apollo-Mondlandefähren (zusammen mit anderer Hardware).

Vorgeschlagene Derivate

Apollo-Teleskophalterung

Ursprünglich vorgeschlagene "Nasswerkstatt" Skylab mit der Apollo-Teleskophalterung

Eine vorgeschlagene Apollo-Anwendung war ein orbitales Sonnenteleskop, das aus einem überschüssigen LM konstruiert wurde, dessen Abstiegsmotor durch ein Teleskop ersetzt wurde, das von der Kabine der Aufstiegsstufe aus gesteuert wurde, die Landebeine entfernt wurden und vier "Windmühlen" -Solarpanels aus den Quadranten der Abstiegsstufe herausragten. Dies wäre auf einem unbemannten Saturn 1B gestartet und an ein bemanntes Kommando- und Servicemodul namens Apollo Telescope Mission (ATM) angedockt worden.

Diese Idee wurde später auf das ursprüngliche Nasswerkstattdesign für die Skylab- Orbitalwerkstatt übertragen und in Apollo-Teleskophalterung umbenannt , um an einem Seitenanschluss des Mehrfach-Docking-Adapters (MDA) der Werkstatt angedockt zu werden. Als Skylab zu einem am Boden vorgefertigten „Trockenwerkstatt“-Design wechselte und auf einem Saturn V gestartet wurde, wurde das Teleskop an einem Gelenkarm montiert und vom Inneren des MDA aus gesteuert. Nur die achteckige Form des Teleskopbehälters, der Sonnenkollektoren und der Name der Apollo-Teleskophalterung wurden beibehalten, obwohl es keine Verbindung mehr zum LM gab.

LM-LKW

Der Apollo LM Truck (auch bekannt als Lunar Payload Module) war eine eigenständige LM-Abstiegsstufe, die bis zu 11.000 Pfund (5,0 t) Nutzlast für eine unbemannte Landung auf den Mond bringen sollte. Diese Technik sollte Ausrüstung und Vorräte zu einer permanent bemannten Mondbasis liefern . Wie ursprünglich vorgeschlagen, würde es auf einer Saturn V mit einer vollständigen Apollo-Besatzung gestartet, um es in die Mondumlaufbahn zu begleiten und zu einer Landung neben der Basis zu führen. dann entlud die Besatzung der Basis den "LKW", während die Besatzung im Orbit zur Erde zurückkehrte. In späteren AAP-Plänen wäre das LPM von einer unbemannten Mondfähre geliefert worden.

Darstellung in Film und Fernsehen

Der Film Apollo 13 von Ron Howard aus dem Jahr 1995 , eine Dramatisierung dieser Mission mit Tom Hanks , Kevin Bacon und Bill Paxton in den Hauptrollen , wurde mit realistischen Innenrekonstruktionen des Raumschiffs Aquarius und des Command Module Odyssey gedreht .

Die Entwicklung und Konstruktion der Mondlandefähre wird in der 1998 erschienenen Miniserie From the Earth to the Moon mit dem Titel „Spider“ dramatisiert . Dies bezieht sich auf LM-3, das auf Apollo 9 verwendet wurde und das die Crew nach seinem spinnenartigen Aussehen Spider nannte . Das unbenutzte LM-13 stand während des Fernsehspiels, um LM-3 und LM-5, Eagle , darzustellen, die von Apollo 11 verwendet wurden.

Die Apollo-11- Mondlandefähre Eagle ist im Film First Man aus dem Jahr 2018 zu sehen , einem Biopic von Neil Armstrong .

Medien

Siehe auch

Verweise

Weiterlesen

  • Kelly, Thomas J. (2001). Moon Lander: How We Developed the Apollo Lunar Module (Smithsonian History of Aviation and Spaceflight Series). Smithsonian Institution Press. ISBN  1-56098-998-X .
  • Baker, David (1981). Die Geschichte der bemannten Raumfahrt . Krone Verlag. ISBN  0-517-54377-X
  • Brooks, Courtney J., Grimwood, James M. und Swenson, Loyd S. Jr. (1979) Chariots for Apollo: A History of Manned Lunar Spacecraft NASA SP-4205.
  • Haeuplik-Meusburger S. (2011). Architektur für Astronauten. Ein aktivitätsbasierter Ansatz. Springer. [1] ISBN  978-3-7091-0666-2
  • Pellegrino, Charles R. und Stoff, Joshua. (1985) Chariots for Apollo: The Untold Story Behind the Race to the Moon . Atheneum. ISBN  0-689-11559-8 (Dies ist nicht das NASA-Geschichtsbuch mit dem gleichen Grundtitel wie oben, sondern ein völlig unabhängiges Werk.)
  • Sullivan, Scott P. (2004) Virtual LM: A Picture Essay of the Engineering and Construction of the Apollo Lunar Module . Apogee-Bücher . ISBN  1-894959-14-0
  • Stoff, Josua. (2004) Moonships bauen: Die Grumman-Mondlandefähre . Arcadia-Verlag. ISBN  0-7385-3586-9

Externe Links

Spiele

  • Perilune 3D-prozedurale Lunar Lander-Simulation
  • Lander Online-2D-Mondmodul-Landungssimulationsspiel
  • Easy Lander 3D Lunar Module Landing-Simulationsspiel