Navicella spaziale Apollo

Il modulo lunare (LM) e il modulo di comando e servizio (CSM) una volta agganciati
I - Lunar module descent stage; II - Lunar module ascent stage; III - Command module; IV - Service module.
1 LM descent engine skirt; 2 LM landing gear; 3 LM ladder; 4 Egress platform; 5 Forward hatch; 6 LM reaction control system quad; 7 S-band inflight antenna (2); 8 Rendezvous radar antenna; 9 S-band steerable antenna; 10 Command Module crew compartment; 11 Electrical power system radiators; 12 SM reaction control system quad; 13 Environmental control system radiator; 14 S-band steerable high gain antenna; 15 Nozzle extension; 16 Docking window; 17 VHF antenna; 18 Docking target; 19 LM overhead hatch; 20 CSM combined tunnel hatch; 21 Viewing windows; 22 Aft heatshield
Diagramma dell'intera navicella spaziale Apollo, con i tre moduli: comando, servizio e lunare

La navicella spaziale Apollo fu progettata come parte del Programma Apollo, dagli Stati Uniti fin dai primi anni 60 allo scopo di portare l'uomo 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 quell'obbiettivo. I componenti principali della navicella Apollo erano (partendo dall'alto) il Launch Escape System (LES), il modulo di comando e servizio (CM e SM), il modulo lunare (LM) e l'adattatore del modulo lunare (SLA). 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 nell'orbita lunare. Una piccola porzione di essa si sarebbe staccata per atterrare sulla Luna e per poi ritornare in orbita. Infine un'altra parte della navetta avrebbe fatto ritorno sulla Terra.

Nel programma Apollo i veicoli di lancio che hanno portato la navicella sono stati il Little Joe II, il Saturn I, il Saturn IB, e il Saturn V.

Launch Escape System

Lo stesso argomento in dettaglio: Launch Escape System.
Navicella spaziale Apollo: Apollo Launch Escape System.

Il Launch Escape System (LES) dell'Apollo era costituito da una torre posta sopra il modulo di comando (il quale conteneva la cabina dell'equipaggio) 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, l'esplosione del veicolo di lancio o il mancato controllo della traiettoria di ascesa.

Pad Abort Test, viene mostrato il motore di imbardata e il motore di fuga in funzione (NASA)

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 l'emergenza 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 l'equipaggio) 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 dell'equipaggio in una delle fasi più rischiose dell'intera 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.

Caratteristiche

Abort Tests

Modulo di comando e servizio

Lo stesso argomento in dettaglio: Modulo di comando e servizio Apollo.

Modulo di comando

Diagramma del modulo di comando della navicella Apollo

Il modulo di comando (CM) era il centro di controllo della navicella Apollo e la zona dove risiedevano gli astronauti. Comprendeva una cabina dell'equipaggio 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.

Specifiche

Modulo di servizio

Diagramma del modulo di servizio della navicella Apollo

Il modulo di servizio (SM) 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 dall'orbita 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 dall'orbita 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 nell'atmosfera terrestre

Specifiche

Modulo lunare

Lo stesso argomento in dettaglio: Modulo lunare Apollo.
Diagramma del modulo lunare della navicella Apollo

Il modulo lunare (LM) 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 l'avvicinamento al suolo lunare, il motore a razzo per la discesa e il combustibile per scendere sulla Luna. Esso prevedeva anche dello spazio per contenere la strumentazione scientifica ALSEP, il rover (un veicolo a ruote usata nelle missioni: Apollo 15, 16 e 17) e altri strumenti scientifici.

Il modulo di ascesa conteneva la cabina dell'equipaggio, i pannelli della strumentazione, un portellone posto sul tetto per l'attracco 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 l'ascesa e il carburante per il ritorno in orbita e per il rendezvous con il modulo di comando e servizio dell'Apollo.

Specifiche

Modulo di Ascesa

  • Equipaggio: 2
  • Volume cabina equipaggio: 6.65 m³
  • Altezza: 3.54 m
  • Diametro: 4.27 m
  • Peso modulo di ascesa: 4,547 kg
  • Propellente motore di ascesa: 2,358 kg
  • RCS Spinta: 16 × 440 N
  • RCS Propellente: N2O4/UDMH
  • RCS Impulso Specifico Isp: 290 s (2.84 kN•s/kg)
  • Spinta motore di ascesa: 16 kN
  • Propellente motore di ascesa: N2O4/Aerozina 50 (UDMH/N2H4)
  • Motore di Ascesa Isp: 311 s (3.05 kN•s/kg)
  • Delta-V motore di ascesa: 2.22 km/s
  • Batterie elettriche: 28-32V; due 296 A-h, 56.7 kg ognuna

Modulo di discesa

  • Altezza: 2.83 m
  • Diametro: 4.21 m
  • Peso stadio di discesa: 10,149 kg
  • Propellente motore di discesa: 8,165 kg
  • Impulso motore di discesa: 44 kN
  • Propellente motore di discesa: N2O4/Aerozina 50 (UDMH/N2H4)
  • Impulso specifico del motore di discesa Isp: 311 s (3.05 kN•s/kg)
  • Batterie: 28-32V; quattro (Apollo 9-14) o cinque (Apollo 15-17) 415 A-h; 61.2 kg ognuna

Adattatore del modulo lunare alla navicella

Diagramma dell’Apollo SLA

L'adattatore 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.

L'SLA era composto da quattro pannelli lunghi 2,1 m (7 piedi) posti sopra l'unità 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 servizio dal veicolo di lancio.

Il modulo lunare era connesso con l'SLA in quattro punti intorno ai pannelli posti in basso. Dopo che gli astronauti avevano agganciato il CSM al LEM, quest'ultimo veniva privato dei suoi agganci con l'SLA per poi essere estratto e continuare il viaggio verso la Luna.

Specifiche

Modalità di aborto

Lo stesso argomento in dettaglio: Apollo abort modes.

Attuale locazione dei moduli

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

Galleria d'immagini

Bibliografia

Altri progetti

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