Apollo (kozmická loď)

Kozmická loď Apollo v štartovnom usporiadaní: lunárny modul, servisný modul a veliteľský modul

Apollo je názov kozmickej lode, vyvinutej v rámci programu Apollo, ktorého cieľom, ktorý deklaroval prezident John Fitzgerald Kennedy, bolo pristátie ľudí na Mesiaci pred rokom 1970 a ich bezpečný návrat na Zem. Bola určená pre trojčlennú posádku. V kompletnej zostave táto loď odštartovala po prvýkrát 3. marca 1969 pri misii Apollo 9.

Loď sa skladá troch hlavných častí: veliteľského modulu, servisného modulu a lunárneho modulu. Loď štartovala s raketami Little Joe II, Saturn I, Saturn IB a Saturn V, pričom iba s raketami Saturn IB a Saturn V štartovala s ľudskou posádkou do vesmíru. Počas štartu sa vesmírna loď s celkovou dĺžkou 26 metrov nachádzala na vrchole stupňa štartovacej rakety, a na vrchole veliteľského modulu bola ešte umiestnená záchranná veža LES (Launch Escape System). Celková hmotnosť troch základných častí bola 44 ton, pri misiách Apollo 15, 16 a 17 dokonca 47 ton. Veliteľský a servisný modul boli po skončení mesačných misií použité aj na let na zemskú orbitu v rámci projektu Sojuz-Apollo a programu Skylab.

Prevádzkový atmosférický tlak v kabíne bol 0,35 atmosfér. Aby sa astronauti pri takom nízkom tlaku nezadusili, atmosféra sa skladala z čistého 100 % kyslíka.

Vlastná loď

Veliteľský modul

Servisný a veliteľský modul na obežnej dráhe Mesiaca

Veliteľský modul kozmickej lode Apollo býva označovaný tiež skratkou CM z anglického Command Module. Má tvar kužeľa s výškou 3,4 metra, najväčším priemerom 3,9 metra a hmotnosťou 5,5 tony. Vlastná vnútorná tlaková kabína je vyrobená z hliníkovej zliatiny s hrúbkou 6,4 až 38 mm. Na nej je z vonkajšej aj vnútornej strany prilepený hliníkový plech s hrúbkou 0,25 až 2,3 mm. Na vrchole kabíny je priechod s priemerom 736 mm, posádka do lode nastupuje ďalším prielezom, v ktorom je tiež okno. Na stenách kabíny sa nachádzajú ďalšie štyri okná. Vonkajšiu stenu kabíny tvorí tepelný štít, pričom pri návrate do zemskej atmosféry dosiahne teplota na jeho povrchu až 2 700 °C. Priestor medzi tepelným štítom a kabínou je vyplnený dvoma vrstvami izolácie z kremenných vlákien. Veliteľský modul je jediná časť lode, ktorá je vybavená tepelným štítom, pretože ako jediná sa vracia do zemskej atmosféry a pristáva v mori. V kabíne sa nachádzajú tri kreslá pre posádku.

Servisný modul

Servisný modul SM (Service Module) má tvar valca dlhého približne 6,71 m s priemerom 3,61 m. Šiestimi hliníkovými priečkami je rozdelený na 6 sekcií, z ktorých 2 obsahujú nádrže na okysličovadlo a 2 palivo pre motor servisného modulu. V ostatných častiach sa nachádzajú palivové články a nádrže na kyslík, vodík a dusík. Motor servisného modulu označovaný ako SPS dokázal vyvinúť ťah 91,2 kN a zaisťoval všetky kritické manévre: navedenie na obežnú dráhu okolo Mesiaca, opustenie obežnej dráhy Mesiaca a väčšie korekcie dráhy. Servisný modul niesol tiež väčšinu trysiek systému RCS (Reactive Control System), ktoré zaručovali stabilizáciu a orientáciu lode. Veliteľský modul bol nerozlučne spojený so servisným počas celej misie až do doby pred pristátím na Zemi. Pri prvých dvoch pilotovaných misách programu sa komplex skladal len z veliteľskej a servisnej lode, keďže lunárny modul zatiaľ nebol dokončený.

Lunárny modul

Lunárny modul

Lunárny modul je jediná časť vesmírnej lode Apollo, ktorá sa dostala až na povrch Mesiaca. Má výšku 7,6 m, maximálny priemer 3,73 metra a štartovaciu hmotnosť približne 14 500 kg. Skladá sa z dvoch častí, z pristávacieho a štartovacieho stupňa. Pri štarte z povrchu mesiaca sa vesmírna loď rozdelí a pristávací stupeň zostane na povrchu. Pristávacia časť má 4 "nohy". Štartovací stupeň tvorí pretlaková kabína s miestom pre dvoch astronautov a prístrojový úsek. Vo vlastnej pilotnej kabíne sa nachádzajú palubné prístroje, počítače, klimatizačné zariadenie, systém zásobovania elektrickou energiou, kryt štartovacieho motoru a po stranách nádrže pohonných hmôt. V prístrojovom úseku sú nádrže s héliom pre tlakovanie pohonného systému a nádrže s kyslíkom a vodou. Voda slúžila na pitie, ale aj na chladenie a v prípade núdze aj na hasenie požiaru. V pristávacom module sa nenachádzali žiadne kreslá pre posádku, astronauti pri všetkých manévroch stáli. Na prestup posádky medzi veliteľským a lunárnym modulom počas letu slúžil prielez v strope tlakovej kabíny. Druhý, štvorcový prielez slúžiaci na výstup na mesačný povrch, je na dne pretlakovej kabíny. Pretlaková kabína má 3 okná, dve po stranách hlavnej palubnej dosky, tretie, stretávacie, nad hlavou veliteľa. Komunikačný systém tvoria dva vysielače a dva prijímače pracujúce v pásme S.

V strede pristávacieho stupňa je pristávací motor DPS (Descent Propulsion System). Je poháňaný palivom skladajúcim sa z 50 % asymetrického dimethylhydrazínu a 50 % hydrazínu. Maximálny ťah motora je 4 380 kp. Štartovací motor APS (Ascent Propulsion System) dokáže vo vákuu vyvinúť maximálny ťah 1 590 kp. Ťah obidvoch motorov bolo možné regulovať. Na stabilizáciu lode slúžili dva nezávislé stabilizačné systémy, každý o ôsmimi motormi. Za normálnych podmienok pracujú oba systémy paralelne, v prípade núdze je však možné loď stabilizovať iba jedným z nich.

Elektrickú energiu lunárnemu modulu na rozdiel od veliteľského a servisného dodávajú zinok-strieborné batérie, pretože sú ľahšie a spoľahlivejšie ako vodíkovo-kyslíkové palivové články. Štyri batérie sú v pristávacom, dve v štartovacom stupni.

Od misie Apollo 15 niesol lunárny modul na povrch aj elektrické vozidlo Lunar Rover, ktoré umožnilo astronautom prejsť väčšie vzdialenosti po povrchu Mesiaca. Malo hmotnosť 217 kg a k lunárnemu modulu sa pripájalo zboku.

Nezrealizované doplnky

Koncept záchranného raketového kresla

Ak by nastala porucha vážna lunárneho modulu počas pobytu na Mesiaci, astronauti by boli odsúdení na istú smrť. Preto sa uvažovalo o doplnení lunárneho modulu malými záchrannými modulmi, tzv. Lunar Escape Systems (LESS). Bola to nehermetizovaná raketová sedačka bez palubného počítača a ďalšieho vybavenia, aby sa znížila jej hmotnosť. Ako palivo jej malo poslúžiť palivo návratového stupňa nefunkčného lunárneho modulu. Za pomoci sedačky sa mali vzniesť s povrchu a priblížiť k záchrane v podobe veliteľského modulu. Tieto lety by však boli nesmierne nebezpečné a aj preto k realizácii LESS nikdy nedošlo.

Usporiadanie zostavy počas letu

Zapálené motory záchrannej veže nesú oddelenú kabínu – veliteľský modul pri jednom z testov

V štartovacej konfigurácii pri lete k Mesiacu bola najvyššou časťou lode záchranná veža LES (Launch Escape System). Skladala sa z troch motorov vo valcovitom puzdre, ktoré má dĺžku 4,7 metra. K veliteľskému modulu bola pripojená pomocou štvorhrannej, 3 metre dlhej vežovitej konštrukcie z titánových rúrok. Motor bol zakončený 4 tryskami, ktoré boli sklonené o 35° k osi motora. Motor bol schopný vyvinúť ťah 70 Mp po dobu 8 sekúnd. Záchranná veža slúžila na to, aby sa v prípade havárie nosnej rakety mohol veliteľský modul s posádkou dostatočne vzdialiť od rakety a bezpečne pristáť. Pri pilotovaných letoch nebolo toto zariadenie nikdy použité.

Pod LES sa nachádzal veliteľský modul CM a hneď pod ním servisný modul SM. Ešte nižšie sa nachádzal lunárny modul LM umiestnený v lôžku 3. stupňa rakety. Nasledoval 2. stupeň a 1. stupeň rakety.

Raketa Saturn V

Saturn V sa skladal z troch stupňov a prístrojovej časti, ktoré boli vyvinuté a dodané rôznymi dodávateľmi NASA. Zaujímavé je, že v súčasnosti je vlastníkom všetkých troch dodávateľov firma Boeing, a to vďaka rôznym zlúčeniam a prebratiam. Všetky tri stupne používali aj malý motor na tuhé palivo, ktorý pomáhal oddeľovať stupne počas letu a zaisťoval, že kvapalné palivá boli na správnom mieste pred tankovaním do púmp. V prípade, že by prerušenie letu vyžadovalo deštrukciu rakety, príslušný pracovník by vyslal povel na odpálenie výbušnín pripevnených na vonkajšom povrchu rakety. Signál mal najprv zastaviť prívod paliva a oxidačného činidla a zamedziť miešaniu obidvoch látok a po odhodení únikovej veže mohli rozbušky bezpečne vybuchnúť.

Niekoľko hodín po urýchlení lode na dráhu k Mesiacu posádka musela uskutočniť tzv. prestavbu lode: Veliteľský a servisný modul (CSM) oddelený od tretieho stupňa, otočený o 180 stupňov a pripojený k Lunárnemu modulu, ktorý bol počas štartu uložený pod ním. CSM a LM sa potom oddelili od tretieho stupňa. Tretí stupeň so zvyškom paliva zmenil trajektóriu a jeho osud bol rôzny – väčšinou skončil na obežnej dráhe okolo Slnka.

Referencie

Portál slnečná sústava Kozmonautický portál