Apollo 13

Apollo 13: n
avaruusoperaatio
Tehtävämerkki
Mission rintanappi
Tehtävätiedot
Alus CSM Apollo ( CSM-109 )
LM Apollo ( LM-7 )
Aluksen tyyppi Hallitut moduulit
Päämäärä Laskeutuu Fra Mauron kraatterille
Miehistö Jim Lovell
Jack Swigert
Fred Haise
Radiokutsutunnus CM  : Odysseia
LM  : Vesimies
Launcher Saturn V -raketti ( SA-508 )
Julkaisupäivä 11. huhtikuuta 197019  t  13 UTC
Käynnistä sivusto LC-39 , Kennedyn avaruuskeskus
Laskeutumispäivä 17. huhtikuuta 197018  t  7  min  41  s UTC
Laskeutumispaikka Eteläisen Tyynen valtameren
21 ° 38 ′ 24 ″ eteläistä leveyttä, 165 ° 21 ′ 42 ″ läntistä pituutta
Kesto 5 päivää 22  t  54  min  41  s
Miehistön valokuva
Jim Lovell, Jack Swigert ja Fred Haise.
Jim Lovell , Jack Swigert ja Fred Haise .
Navigointi

Apollo 13 (11. huhtikuuta 1970 - 17. huhtikuuta 1970) on Yhdysvaltain Apollo-avaruusohjelman kolmas tehtävä tuoda miehistö kuuhun. Astronautit Jim Lovell ja Fred Haise joutuivat laskeutumaan lähellä Fra Mauron geologista muodostumista , joka on yksi suurimmista asteroidi-iskuista kuun pinnalla, kun taas Ken Mattinglyin oli tarkoitus pysyä kiertoradalla. Mutta NASA uskoi, että hänellä oli riski saada tuhkarokko toisen astronautin sairaudesta, ja Jack Swigert lähetettiin hänen tilalleen. Lisäksi vakava onnettomuus, joka olisi voinut olla hengenvaarallinen miehistölle, tapahtui maapallon ja Kuun välisen kauttakulun aikana ja vaati tehtävän hylkäämistä ja paluuta Maan päälle.

Räjähdys olevan hapen säiliö poistaa Apollo palvelun moduuli , joka normaalissa tilanteessa toimittaa energiaa, vettä, happea ja propulsiojärjestelmän samalla suurimman osan siitä. Operaation. Selviytyäkseen miehistön pakenivat Aquarius kuumoduuli , jonka suhteellisen rajalliset resurssit ne käytetään. Avaruusalus ei voi kääntyä ympäri ja sen on kiertävä Kuun ympärillä ennen paluutaan Maan alueelle, jonne se pääsee vasta useiden päivien kuluttua parhaimmillaan. Maajoukkueet ovat kehittäneet menettelytapoja aluksen käyttämiseksi näissä erittäin heikentyneissä olosuhteissa ja riittävän kulutusaineiden (erityisesti energian ja veden) säästämiseksi, jotta miehistön selviytyminen ja manööverien suorittaminen ovat välttämättömiä, kunnes palataan maahan.

Operaation onnistuneen lopputuloksen jälkeen suoritettu tutkimus osoittaa, että onnettomuus johtui käsittelyvirheestä ja useista poikkeavuuksista happisäiliön suunnittelussa ja valmistuksessa. Seuraavien tehtävien korjaamiseksi on toteutettu toimenpiteitä näiden korjaamiseksi.

Asiayhteys

Apollo Ohjelma aloitetaan presidentti John F. Kennedyn päälle2. toukokuuta 1961, jonka tarkoituksena on lähettää miehiä kuuhun ensimmäistä kertaa ennen vuosikymmenen loppua. Kyse on osoittaa paremmuuden Yhdysvaltain yli Neuvostoliiton avaruusalalla, joka tuli poliittinen kysymys yhteydessä kylmän sodan . 20. heinäkuuta 1969, Tavoitteeksi asetettiin, että Yhdysvaltain avaruusjärjestö , NASA , saavutetaan, kun astronautit ja Apollo 11 tehtävää hoitaa laskeutua kuuhun. Neljä kuukautta myöhemmin onnistunut Apollo 12 -matka vahvisti onnistumisen ja vahvisti tarkkuuslaskumenettelyn.

Apollo 13 on kolmas tehtävä laskeutua miehille Kuuhun. Seitsemän muuta tehtävää on suunniteltu, mukaan lukien kuusi "J" -matkaa, joissa on painavampi kuumoduuli, joka kuljettaa kuun kuljettajaa ja mahdollistaa pidemmän oleskelun kolmella avaruuskävelyllä . Mutta vaikeammasta taloudellisesta tilanteesta ja Kennedyn asettaman tavoitteen saavuttamisesta johtuvat budjettileikkaukset alkoivat vaikuttaa vakavasti Apollo-ohjelmaan  : viimeinen suunniteltu tehtävä, Apollo 20 , peruutettiin ja Saturn V: n jättirakettien tuotanto on suunniteltu , mikä ei jätä toivoa ohjelman jatkumisesta.

Kuun laskeutumispaikan valinta

Apollo 12 -matka mahdollisti polttoainetehokkaamman ja tarkemman laskeutumistekniikan kehittämisen . Ohjelman virkamiehet päättivät sen vuoksi vähentää ponneaineiden vähimmäismäärää, jonka Apollo-kuun moduulin on säilytettävä, jolloin on mahdollista valita paikka, joka sijaitsee kauempana kuun päiväntasaajasta. Tarve vaihtoehtoiselle laskeutumispaikalle kompensoida laukaisupäivän liukastuminen on myös poistettu, mikä mahdollistaa länteen pidempien koordinaattien sisällyttämisen. Edellisen tehtävän aikana osoitettu laskeutumisen tarkkuus antaa myös mahdollisuuden valita alueet, joille on tyypillistä kipeämpi helpotus, koska astronautit tarvitsevat vain enemmän kuin selkeän suhteellisen pienen alueen (1,5 kilometrin ellipsin).

Avaruusohjelmaan liittyvien geologien valitsema kuumoduulin laskeutumispaikka sijaitsee Fra Mauron kraatterin pohjoispuolella , 180 km itään Apollo 12: n laskeutumispaikasta . Tätä kukkuloiden aluetta peittävät ulosjätteet ja jätteet jättiläismäisestä vaikutuksesta, joka syntyi muutama sata miljoonaa vuotta planeettojen muodostumisen jälkeen itään sijaitsevan Sateiden meren (Mare Imbrium) muodostumisen jälkeen. Näiden kivien analysointi on erittäin kiinnostavaa, koska ne ovat epäilemättä peräisin syvyydestä ja siten alkuperäisestä kuoresta: sinänsä ne muodostavat pyhäinjäännöksiä materiaaleista, jotka maan päällä ovat kadonneet kokonaan pinnalta levytektoniikan alta . Tutkijat toivovat myös pystyä määrittämään päivämäärä iskun kiven näytteistä toi takaisin astronautit ja siten luoda suhteet naapurimaiden geologiset muodostumat.

Tieteelliset tavoitteet

Apollo 13 -operaation tärkeimmät tieteelliset tavoitteet ovat:

Apollo 13 -matkan ennustettu edistyminen

Apollo 13 -tehtävässä jatketaan edellisen Apollo 12 -matkan kulkua  :

Miehistö

Apollo 13 -miehistö , jonka NASA on nimennyt6. elokuuta 1969, koostuu kolmesta entisestä sotilaslentäjästä:

Varamiehistö, joka voidaan ottaa käyttöön yhden tai useamman varsinaisen jäsenen epäonnistumisen yhteydessä, koostuu tulevan Apollo 16  : n miehistöstä :

Apollo-avaruusalus

Apollo 13- miehistö lähtee alukselle, joka koostuu neljästä erillisestä moduulista ( katso kaavio 1 ). On toisaalta Apollo komento- ja huoltomoduli (CSM tarkoittaa varten Command and Service Module ), jotka painavat yli 30 tonnia, joka kuljettaa astronautteja ja sieltä ja joka itse koostuu komentomoduuli (CM, Komentomoduulin ), jossa kolme astronauttia pysyy tehtävän aikana, paitsi kun kaksi heistä laskeutuu Kuuhun, ja palvelumoduulin (SM, Service Module ), johon on ryhmitelty melkein kaikki tarvittavat laitteet miehistön selviytymiseen: päämoottori , energialähteet, happi, vesi. Toisaalta Apollo-kuun moduuli (LM, lyhenne sanoista Lunar Module ), jota kaksi astronauttia käyttää laskeutumaan vain Kuun lähellä, pysyy pinnalla ja palaa sitten kiertoradalle ennen kiinnittymistä järjestysmoduuliin ja palvelu. Itse kuun moduuli koostuu kahdesta kerroksesta: laskeutumisvaihe antaa sinun laskeutua Kuuhun ja toimii myös toisen vaiheen, nousun vaiheen, laukaisualustana, joka tuo astronautit takaisin Apollo-avaruusalukseen. Kiertoradalla lopussa heidän oleskelustaan ​​Kuulla. CSM: n radiokutsumerkki on Odysseia , kun kuun moduulin kutsumerkki on Vesimies . Nämä neljä alusta muodostavat neljä moduulia:



Tehtävän suorittaminen

Tuoda markkinoille (11. huhtikuuta 1970)

Saturn V raketti , joka kuljettaa Apollo 13 tehtävää vie pois päälle11. huhtikuuta 1970. Aikaisemman Apollo 12 -operaation käyttämää kantorakettia oli salama iskenyt kahdesti lentoonlähdön aikana, minkä seurauksena useat avaruusaluksen keskeiset järjestelmät pysähtyivät hetkeksi. Ilmiön laukaisu johtui kantoraketin ionisoimien hiukkasten herätyksestä, joka muodosti muodostuneen johtavan kaasupylvään kautta maan ja pilvien alemman kerroksen, jolle on ominaista erilaiset potentiaalit. Käynnistimen aiheuttaman sähkökentän häiriöiden mittaamiseksi maanpinnalla Apollo 13 -tehtävän laukaisupaikalle on jaettu useita antureita ja kerätty käyttökelpoista tietoa.

Kantoraketin toisen vaiheen keskusmoottori sammuu kaksi minuuttia liian aikaisin, mutta muut neljä moottoria käyvät pidempään, mikä mahdollistaa työntövoiman menetyksen kompensoinnin. Tätä moottorin työntövoiman hallintajärjestelmää vikatilanteessa oli testattu Saturn I -rakettien ensimmäisiltä lennoilta . Myöhemmin suoritetut tutkimukset osoittavat, että moottori sammutettiin erityisen korkean pogo-vaikutuksen (värähtelyilmiön) vuoksi, mikä aiheutti työntövoiman taipumuksia jopa 7,6  cm . Seuraavien kantorakettien suunnitteluun tehdään muutoksia tämän ilmiön vähentämiseksi. Apollo-avaruusalus ja raketin kolmas vaihe siirtyvät kohdennetulle pysäköintiradalle (matala Maan kiertorata 190 km : n korkeudessa  ). Kaksi tuntia myöhemmin kolmannen vaiheen käyttövoima syttyy uudelleen: Apollo-avaruusalus lähtee kiertoradalta ja tapahtuu radalla, jonka pitäisi johtaa se Kuuhun.

Saturn V -raketin kolmas vaihe heitetään pois, kun taas Apollon komento- ja palvelumoduulin ja Apollo Lunar -moduulin muodostama kokoonpano jatkaa tietään kohti kuuta. Aikaisempien tehtävien aikana tämä raketin vaihe oli sijoitettu heliosentriseen kiertoradalle. Sillä Apollo 13 tehtävä , S-IVB vaiheessa on suunnattu pintaa kohti kuun. Tavoitteena on mitata vaiheen törmäyksestä syntyvät seismiset aallot Apollo 12 : n miehistön kuun maaperälle asettaman passiivisen seismometrin avulla . 14-tonninen vaihe kaatuu nopeudella 2,6  km / s ( 10000  km / h ) noin 140 kilometrin päässä seismometristä, mikä vastaa 7,7 tonnin TNT-räjähdystä. Seismiset aallot saapuvat seismometrille noin 28 sekuntia myöhemmin ja esiintyvät edelleen hyvin kauan, ilmiötä, jota ei ole koskaan ennen havaittu maapallolla.

Happisäiliön räjähdys

Äänitiedosto
Houstonissa meillä oli ongelma
Kuuluisa rivi, jonka Jack Swigert lausui radiokeskustelussaan Houstonin kanssa  : Swigert: Uskon, että meillä on ollut ongelma täällä . (Uskon, että meillä oli ongelma täällä) - Lousma (maan päällä oleva ohjauskeskus Houstonissa): Tämä on Houston. Sano uudestaan, kiitos - Lovell: Houston, meillä on ollut ongelma. Meillä on ollut B- pääväylän alijännite (Houston, meillä oli ongelma. Pääsähköbussi B: n jännite on mennyt alijännitteeksi) - Lousma: Roger. Pää B Undervolt . - Lousma: Okei, ole valmiina, 13. Katsomme sitä (ok, odota, 13. Tarkastelemme tätä.)
Onko sinulla vaikeuksia käyttää näitä medioita?

14. huhtikuuta 1970ja 3  pm  7 UTC , lähes 56 tuntia laukaisun jälkeen ja lähes puoliväliin määränpäähän aluksen (yli 300000 km Maasta), Swigert laukeaa pyynnöstä Mission Control keskus Houstonissa , panimo, jonka tuuletin, hapen sisältämä säiliö n o  2. Tämä on toinen huoltomoduulin kahdesta säiliöstä, jotka toisaalta antavat hengittävän ilmapiirin Apollo-kapselille ja toisaalta ruokkivat kolmea polttokennoa, jotka tuottavat sähköä ja vettä - aluksen. Tämän rutiininomaisen sekoituksen tarkoituksena on homogenisoida paineessa varastoitunut happi nestemäisessä tilassa jäljellä olevan hapen määrää mittaavan anturin toiminnan optimoimiseksi. 16 sekuntia myöhemmin miehistö kuuli vaimennetun räjähdyksen, kun taas hälytys laukaistiin ohjausmoduulin B-piirin B-jännitteen pudotuksen jälkeen.

Astronautit ohittaa sen, mutta oikosulun tuottaman tehon virtajohto (paljas osa) puhaltimen sisällä hapen säiliö n o  2 laukaisi palaminen eristävän kerroksen, joka ympäröi sähköjohdot, nostamalla lämpötila yli 500  ° C: ssa . Tuloksena oleva paine räjäytti säiliön. Aiheutettu melu saa astronautit reagoimaan välittömästi. Tällöin Swigert lausuu nämä kuuluisat sanat:

"Houston, meillä oli ongelma. (kuuntele äänitiedostoa) "

Capcom , Jack Lousma kutsuu häntä toistamaan mutta Lovell joka sitten lausuu lause uudestaan. Jälkimmäinen täsmentää sitten, että sähköpiirin B jännite on laskenut, samalla kun se osoittaa, että tilanne on parantunut muutama sekunti myöhemmin.

Ensimmäisten minuuttien aikana miehistö ei havainnut tilanteen vakavuutta. Hän keskittyy näennäisesti suurempaan ongelmaan: tietokone on käynnistynyt uudelleen ja joidenkin asennonohjausjärjestelmän pienten potkurien venttiilit ovat kiinni. Houstonin ohjauskeskuksessa aluksen sähköjärjestelmien johtaja Sy Liebergot ja hänen tiiminsä havaitsivat kuitenkin muita paljon vakavampia poikkeavuuksia. Huoltomoduuliin kiinnitetty korkean vahvistuksen antenni on lakannut toimimasta ja tiedonsiirto kulkee nyt matalan vahvistuksen, monisuuntaisen antennin läpi. Toisaalta kymmenet indikaattorit osoittavat, että avaruusaluksen erilaiset laitteet eivät enää toimi normaalisti. Heidän mukaansa polttokennot n os  1 ja 3 ovat paineettomia ja tuottavat enemmän virtaa. Vain polttokenno n o  2 tarjoaa edelleen. Happisäiliön n o  2 paine tuntuu nollalta, kun taas säiliön n o  1 paine putoaa nopeasti. Alus on menettänyt kokonaan yhden kahdesta sähköisestä jakelupiiristä ja kaikki siihen liittyvät laitteet.

Räjähdys räjähdyksen ulos ulompi paneeli palvelun moduulin ja leikataan osittain putken hapen säiliö n o  1. ulos paneeli myös vahingoittunut suuri antenni saada kiinteä lähistöllä. Ulkopuolella tämä vaurio olisi helposti nähtävissä, mutta komentomoduulin muoto ja sen ilmareikien sijainti estävät sisällä olevia astronautteja näkemästä huoltomoduulin tätä osaa.

Miehistön kannalta räjähdyksen seuraukset ovat mahdollisesti erittäin vakavia. Paluu maapallolle avaruusmekaniikan lakien vuoksi ei ole mahdollista useita päiviä. Tänä aikana miehistön on oltava tarpeeksi energiaa, vettä, happea ja ponneaineita selviytyäkseen. Energia on välttämätöntä elektroniikan käyttämiseksi , mistä riippuu koko aluksen toiminta ja erityisesti liikeradan korjaukset (manööverien laskeminen, potkurien laukaisu), lentoradan korjauksille ja lämpöstabiilisuudelle välttämättömän suunnan ylläpito, lämmitysvastukset, jotka pitävät siedettävää lämpötilaa matkustamossa ja tietyissä laitteissa. Apollon energiaa tuottavat polttokennot - jotka kuluttavat vetyä ja happea - ja paristot . Molemmissa tapauksissa varastoitu sähkö ei ole uusiutuvaa (ei aurinkopaneeleja). Vesi on tietysti elintärkeää astronauttien selviytymiselle, mutta sitä käytetään ennen kaikkea jäähdyttämään elektroniikan elementtejä, jotka eivät voineet toimia ilman lämpösäätelyä. Tyhjössä lämpöä on vaikea johtaa. Hyväksytty ratkaisu on sen evakuointi sublimaatiolla hylkäämällä lämmitetty vesi avaruuteen. Tämä menetelmä kuluttaa kuitenkin jatkuvasti suuria määriä vettä (paljon enemmän kuin itse miehistö). Lopuksi, läsnä olevan hapen ilmakehässä on säännöllisesti uusittava ja vapaa CO 2 astronauttien hengitys vapauttaa heidän selviytymisensä tehtävän ajan.

Diagnostinen

Valvomossa Liebergot tekee ensin huolellisen diagnoosin: se voi olla mittauslaitteiden aiheuttama väärä ongelma. Mutta muutaman minuutin kuluttua tarkemmista tarkastuksista paikan päällä olevat asiantuntijat ymmärtävät, että ongelma ei johdu epänormaaleista mittauksista. He yrittivät miehistön kanssa useita manipulaatioita yrittääkseen käynnistää sähköpiirin ja polttokennot uudelleen. Noin yksitoista minuuttia on kulunut tapahtumasta, kun Lovell näkee hiukkasia pakenevasta aluksesta ikkunan läpi luukun keskellä. Astronautti näkee nestemäisen hapen vuotamisen hajonneista säiliöistä. Tietämättä ongelman alkuperää, ohjauskeskus pyytää sitten miehistöä aloittamaan virrankulutuksen vähentämiseksi sammuttamasta ei-välttämättömiä laitteita odottaen ongelman ratkaisemista. Häntä kehotetaan myös sulkemaan polttokennoventtiilit vuotojen pysäyttämiseksi, mutta tämä toiminta ei pysäytä painehäviötä säiliöissä.

Kuun pelastusaluksen moduuli

Lopuksi Liebergot tajuaa, että miehistö ei pysty ottamaan polttokennoja takaisin käyttöön ja että huoltomoduulin happisäiliöt menetetään. Tavoitteena ei ole enää suorittaa tehtävää, vaan pelastaa miehistö. Sitten hän pyytää lentojohtajaa Gene Kranzia estämään viimeistä vielä toiminnassa olevaa polttokennoa vetämästä ohjausmoduulissa sijaitsevaa hätätankkia säiliön säilyttämiseksi varkauden viimeistä vaihetta varten. Kranz, yhtäkkiä ymmärtäen tilanteen vakavuuden, sai pyynnön vahvistettua ja suostui välittämään ohjeet miehistöön. Ohjaimet yrittävät vielä muutaman minuutin pelastaa viimeisen polttokennon, mutta tämä vähenee myös hapen loppuessa. 45 minuuttia tapahtuman alkamisen jälkeen Liebergot ilmoittaa Kranzille, että on harkittava kuun moduulin (tai LEM) käyttöä pelastusaluksena, koska hänen asiantuntijansa mukaan viimeinen polttokenno ei toimi yli kaksi tuntia.

Normaaleissa olosuhteissa LM pysyy lepotilassa kuun lähestymiseen asti paristojen tuottaman energian säästämiseksi. Ainoat laitteet ovat ohjaus- ja huoltomoduulilla toimivat lämmitysvastukset , jotka ylläpitävät vähimmäislämpötilaa. Siksi LEM on aktivoitava uudelleen. Mutta tämä monimutkainen toiminta, joka normaalisti käynnistetään ohjausmoduulista, ei ole enää mahdollista energian puutteen vuoksi. Teknikoiden on siksi kehitettävä sarja ohjeita tarvittavan energian saamiseksi laskeutumismoduulin paristoista. Onneksi vuotta aiemmin toteutettu simulaatio oli jo käsitellyt tapausta. Se oli johtanut miehistön virtuaaliseen kuolemaan, mutta teknikot löysivät sitten ratkaisun tämän riskin välttämiseksi. Ohjauskeskuksen pyynnöstä miehistö otti LM: n hallintaan suorittamaan kuun moduulin asiantuntijoiden määrittelemät ohjeet. Jännitys on korkeimmillaan, koska Liebergot-tiimin viimeisimpien arvioiden mukaan viimeinen polttokenno lakkaa toimimasta 15 minuutissa. Lopuksi tämä viive riittää aktivoimaan kuumoduulin laitteet. Astronautit manuaalisesti alustaa inertia yksikkö , ottaen antamat arvot että ohjausmoduulin ja osaksi ne (kaksi yksikköä ovat head-to-tail ). Ohjausmoduulin sisällä ohjaaja Swigert deaktivoi kaikki laitteet, mukaan lukien lämmitys, säilyttääkseen kaksi paristoa, joita käytetään lopullisiin liikkeisiin ennen ilmakehään palaamista ja sen aikana. Sitten hän liittyi Lovellin ja Haisen kanssa kuun moduuliin Aquarius , joka kutsuttiin palvelemaan pelastusvenenä paluuseen lähellä maapalloa. Vesimiehiä ei ole suunniteltu majoittamaan kolmea miestä, mutta sen varusteiden avulla miehistön jäsenillä on tarpeeksi vettä, sähköä ja happea selviytymisen varmistamiseksi, kunnes he palaavat maapallolle.

Kriittinen valinta paluureitille

Nyt kun miehistön lyhytaikainen selviytyminen ei ole enää vaarassa, Ohjauskeskuksen avaruusmekaniikat tutkivat, kuinka miehistö saadaan takaisin maahan mahdollisimman nopeasti, ennen kuin rajalliset energialähteet ovat loppuneet ja hapessa. Tutkittujen vaihtoehtojen joukossa on palata välittömästi takaisin. Asiantuntijat ovat laskeneet, että käyttämällä kaikkea Odyssey- huoltomoduulissa käytettävissä olevaa polttoainetta on mahdollista suorittaa sellainen NASAn suorana keskeytykseksi kutsuma. Mutta ponneainesäiliöt ja rakettimoottori sijaitsevat samassa moduulissa kuin happisäiliö, joka, kuten nyt tiedämme, kärsi räjähdyksestä, jonka vaurioiden laajuutta ei tunneta. Sytyttäen rakettimoottorien voisi laukaista räjähdyksen, joka pahentaa tilannetta, tai jopa tappaa miehistön välittömästi. Toinen skenaario on antaa Apollo-avaruusaluksen ohittaa kuu ja palata maahan, mikä sen on tehtävä luonnollisesti nykyisen liikkeensa vauhdilla ( vapaa paluurata ). Ainoa tarvittava liikkeellelähtö olisi pieni kurssikorjaus paluumatkalla, jotta maata ei jääisi väliin. Liike voidaan suorittaa käyttämällä Aquarius- kuun moduulin laskeutumisvaiheen moottoria . Mutta tämä skenaario siirtää maan paluupäivän takaisin ja pakottaa kolmen hengen miehistön pysymään yli 80 tuntia kuun moduulissa, joka on yleensä suunniteltu toimittamaan kahdelle ihmiselle energiaa, ilmaa ja vettä vain 48 tuntia. Ohjauskeskuksessa asiantuntijat jaetaan. Operaatiopäällikkö Kranz päättää mennä jälkimmäiseen skenaarioon, koska suoran paluun suunnitteluun on liian vähän aikaa ja pienintäkään virheestä alus kaatuisi kuuhun.

Ohjauskeskuksen asiantuntijoilla on vain muutama tunti aikaa kehittää uusia menettelytapoja miehistön selviytymisen kannalta välttämättömien toimintojen suorittamiseksi kokoonpanossa, jota mikään simulaatio, huolimatta laajasta, ei ole koskaan suunnitellut:

Lentäminen kuun yli

Ensimmäinen toimenpide suoritetaan noin kuusi tuntia onnettomuuden jälkeen avaruusaluksen asettamiseksi takaisin radalle, joka tuo sen luonnollisesti takaisin maapallolle. Kuumoduulin laskeutumisvaiheen moottori toimii 34 sekuntia. Kuusitoista tuntia myöhemmin avaruusalus kierteli Kuua 254  km: n päässä . Viestintä keskeytyy 25 minuutiksi, koska kuu tulee maan ja aluksen väliin. Miehistö voitti tällä hetkellä ennätyksen maasta (400171  km ), koska valittu kiertorata on korkeampi kuin edellisissä tehtävissä ja Kuu on kiertoradansa huipulla.

Ilman uutta kurssikorjausta avaruusaluksen on laskeuduttava Intian valtamerelle 152 tuntia laukaisun jälkeen. Jäljellä olevat kulutusosat, erityisesti vesi ja sähkö, eivät kuitenkaan riitä takaamaan miehistön selviytymistä tällä hetkellä. Harkittuaan jäljellä olevan 36 tunnin kuljetusajan lyhentämistä riskialttiilla liikkeillä (huoltomoduulin välitön vapauttaminen, lämpösuojuksen altistaminen pitkälle avaruuden tyhjiölle ja kaikkien laskeutumisvaiheen säiliöissä käytettävissä olevien ponneaineiden käyttö ), ohjauskeskuksesta vastaavat henkilöt valitsevat vähemmän äärimmäisen ratkaisun, joka säästää vain 12 tuntia. Ohjaus tapahtui kaksi tuntia Kuun ohituksen jälkeen. Laskeutuminen vaiheessa rakettimoottoreiden runs 264 sekuntia, muuttamalla aluksen nopeus mukaan 262  m / s .

Yhteenveto Apollo-moduulien käytöstä
Moduuli Pääasialliset tunnusmerkit Tärkeimmät laitteet Kulutustarvikkeet
Onnettomuushetkellä jäljellä oleva määrä the tehtävän lopussa
Normaali käyttö Käytä räjähdyksen jälkeen
Ohjausmoduuli Paino 6,5 tonnia Asumistilavuus
6,5  m 3

3-paikkaiset propulsio- ja navigointitietokoneet
Happisäiliön
paristot (99 ⇒ 118 ⇒ 29  Ah )
Miehistön oleskelu paitsi retken aikana Kuun pinnalle, jossa siihen mahtuu vain yksi.
Ainoa moduuli palaa maahan

Täysin deaktivoitu
Miehistö aktivoi uudelleen ja otti hänet takaisin ilmakehään palaamiseen tehtävän lopussa.
Huoltomoduuli Massa 24 tonnia
Paineistamaton moduuli
Päämoottori
Matalan ja suuren vahvistuksen antenni
Asennevalvontapotkurit
3 polttokennoa (energia ja vesi)
Happi (225  kg )
Vety
Ergols (18,5 ⇒ 18,4  t .)
Antaa komentomoduulin toimia koko tehtävän ajan.
Käytetään pääinjektiomenetelmiin kuun kiertoradalla, sitten takaisin maahan,
pudotettu muutama tunti ennen paluuta maahan.
Käytännössä ei enää käytetä: tuhoutuneet laitteet (polttokennot, happi, suurivahvistettu antenni) tai kyseenalainen luotettavuus (käyttövoima). Pudotettiin muutama tunti ennen paluuta Maan päälle.
Nousuvaihe
( Apollo-kuun moduuli )
Paino 4,5 tonnia
Asumistilavuus 4,5  m 3
Navigointi- ja propulsiohallintatietokoneet
Tilaa kahdelle astronautille nollapainossa
Propulsiojärjestelmä
Potkurien asennon hallinta
Happi (24 ⇒ 14  kg )
Paristot (katso alla )
Vesi (153 ⇒ 23  kg )
Propulsiojärjestelmän ponneaineet
Suojaa kaksi astronauttia 48 tunnin retken aikana Kuun pinnalle
Sallii kuun moduulin ohjaamisen kuuhun laskeutumisen ja nousun
työntövoiman avulla, joka varmistaa
kuun kiertoradalta vapautuneen kuun pinnan nousun ennen takaisin maa
Kolmen astronautin koti
Tarjoaa vettä ja happea
pudotetun tehtävän aikana ennen ilmakehän paluuta.
Laskeutumisvaihe
( Apollo-kuun moduuli )
Massa 10 tonnia Propulsiojärjestelmä
Tieteelliset laitteet
Molempien vaiheiden paristot ( 2719 ⇒ 410  Ah )
Ergols (8,3 ⇒ 4,6  t .)
Kuunpinnalle laskeutuva käyttövoima kuljettaa kuun
pinnalle käytetyt laitteet kuun
pinnalle
Käyttövoima käyttää kaikissa liikeradan muutos liikkeitä
Tärkeimmät energian lähde
Julkaistu välittömästi ennen ilmakehän paluu.

Takaisin maan päälle

Energian säästämiseksi ilmakehään palaamiseksi 80% sähkölaitteista suljetaan ja vain Houstonin kanssa pidettävät viestintäjärjestelmät pidetään toimintakunnossa. Niistä pysähtyi järjestelmät ovat ohjausjärjestelmän aluksen ja lämmitys, jonka sähkövastukset, joka putoaa sisälämpötila kuumoduuli on ° C: seen , ja ° C: ohjausmoduulin. Tietokoneen sammuttaminen tekee kurssikorjauksista vaikeaa. Räjähdyksen seurauksena tapahtuvan veden annostelun vuoksi (vettä tuottavat polttokennot, jotka eivät enää toimi) Fred Haise sai virtsatieinfektion ja saapui maapallolle kuumetta . Kolme miestä joutuvat toisen ongelman: CO 2 pitoisuus, vaarallinen suurina pitoisuuksina, lisääntyy Vesimiehessä, koska hengenvaimennusjärjestelmää ei ole suunniteltu koko miehistön majoitukseen useiksi päiviksi. Yksi valvomon asiantuntijoista, Ed Smylie, kehittää laitteen CO 2: n poistamiseksiylijäämä. Astronautit tekevät adapterin muovipusseista, pahvista ja vahvistetusta teipistä . Tämän  ranskalaisen lempinimellä " postilaatikko " tehdyn DIY: n ansiosta  he voivat käyttää ohjausmoduulin ilmansuodattimien varapatruunoita korvaamaan erikokoisen kuun moduulin ilmansuodattimen.

Viimeisestä liikeradan korjauksesta huolimatta Apollo-avaruusalus poikkeaa liikeradastaan ​​(myöhemmin havaitaan, että veden haihtuminen kuun moduulijäähdytysjärjestelmästä aiheuttaa heikon pysyvän työntövoiman avaruusalukseen). Korjaus on välttämätöntä, jotta astia alkaa palata ilmakehään tarkalla halutulla kulmalla (jos kulma on liian avoin, ohjausmoduuli voi jarruttaa liian voimakkaasti ja palaa; jos se on liian suljettu, se riksahtaa ilmakehästä ja eksy avaruuteen). Kuun moduulin navigointijärjestelmä on kuitenkin pysäytetty, joten astronauteilla ei ole tarvittavia toimenpiteitä tämän liikkeen suorittamiseksi. Miehistö teki tämän vuoksi korjauksen tekniikalla, joka kehitettiin Gemini- ja Mercury-ohjelmien puitteissa ja joka perustui maanpäällisen terminaattorin lukemiin. Toinen korjaus tehdään päivää myöhemmin atomienergiakomission (AEC) pyynnöstä . Itse asiassa kuun moduulissa on termoelektrinen radioisotooppigeneraattori (RTG) SNAP-27 , jonka on tarkoitus pysyä Kuun pinnalla, mutta joka nyt kaatuu Maan päällä. Vastaava plutoniumin 238 käytetään lämmönlähteenä tämän RTG sisältyy kilpi, joka normaalisti, on kestettävä ilman paluu. Mutta AEC vaatii, että kuumoduulin jäännökset kaatuvat mahdollisimman kauas asutusta maasta. Siksi lentorataa muokataan toisen kerran, tällä kertaa kuun moduulin RCS- moottoreilla (työntövoima kestää 21,5 sekuntia), jotta upotetaan Vesimiehen jäännökset 10 kilometrin syvään Tongan kaivantoon.

Ilmakehään paluu ja veden laskeutuminen

Ennen paluuta ilmakehään, miehistö asettuu takaisin Odysseiaan , joka on ainoa, joka pystyy tuomaan heidät takaisin maapallolle lämpösuojuksensa ansiosta . Ne aktivoivat moduulin järjestelmät uudelleen vaihe vaiheelta. Ne aloitetaan pudottamalla huoltomoduuli. He näkevät ensimmäistä kertaa yllätyksekseen, että happisäiliön tasolla oleva paneeli on karkotettu. Apollo-kuun moduuli pudotetaan hyvin vähän ennen ilmakehään palaamisen aloittamista, jotta rajoitettujen happivarojen ja erityisesti ohjausmoduulin energian kulutus minimoidaan, mikä toimii vain uudelleenkäynnistysakkujensa ansiosta. Kun kuun moduuli heitetään pois, se voi silti tuottaa happea 124 tuntia, mutta vettä vain 5,5 tuntia ja sähköä 4,5 tuntia.

Normaalisti ilmakehään palaamiseen kuutehtävän jälkeen liittyy noin neljän minuutin radioyhteyden menetys, joka johtuu hehkuvan plasman ilmestymisestä kapselin lämpösuojuksen ympärille, mikä häiritsee radioaaltojen kulkemista aluksen ympärillä. Hiljaisuus ( englanniksi  : pimennys ) Apollo 13 -komentomoduulin palatessa kestää kuitenkin kuusi minuuttia eli 87 sekuntia odotettua pidempään. Tämä aika johtui myöhemmin uudelleenkäynnistyskulmasta, joka oli hieman tasaisempi kuin optimaalinen kulma, mikä teki paluusta hieman odotettua pidemmän. Maajoukkueilla on viimeinen hetki pelkoa tämän liian pitkän hiljaisuuden takia, koska he pelkäävät, että huoltomoduulin räjähdys vahingoitti lämpösuojaa ja että miehistö kuoli paluun aikana.

Avaruusalus laskeutui lopulta Tyynellämerellä Uuden-Seelannin ja Fidžin saarten välissä , kuuden kilometrin päässä astronauttien palauttamisesta vastaavan laivaston lippulaivasta, USS  Iwo Jima  (LPH-2) , amfibiaalisesta hyökkäysaluksesta . Oltuaan talteen helikopterilla 66 - Sikorsky SH-3 Sea King helikopterin osoitettu elpymisen astronautit - kolme miestä nostetaan terveenä laivaan, kuten komentomoduuli.

Onnettomuustutkinnan tulokset

Heti kun miehistö palasi, nimitettiin onnettomuuden tutkintalautakunta. Sen jäseniä ovat NASA: n virkailijat ( Goddard , Ames ), NASA: n vanhemmat virkamiehet sekä astronautti Neil Armstrong . Tutkimus osoittaa, että onnettomuus oli todellakin seurausta yhden happisäiliön ylipaineesta ja mahdollistaa sen johtaneen tapahtumaketjun jäljittämisen tunnistamalla tehdyt virheet:

Onnettomuuden seuraukset Apollo-ohjelmalle

Jotta vastaava poikkeama ei toistu, tai ainakin seurausten rajoittamiseksi, komitea antoi useita suosituksia, jotka johtivat pääasiassa muutoksiin palvelumoduulin tasolla. Muutimme säiliön rakennetta: poistimme tuulettimet sähkökaapeleiden poistamiseksi. Syttyvien materiaalien, kuten alumiinin ja teflonin, läsnäolo väheni mahdollisimman paljon. Happisäiliö ja polttokennoista riippumaton akku lisättiin, toisaalta, jotta niillä olisi ylimääräinen happivarasto ja toisaalta, että ne eivät olisi riippuvaisia ​​polttokennoista niiden vikatilanteessa. Polttokennoventtiileihin asennettiin lisää antureita, jotta saat lisätietoja niiden toiminnasta. Hälytysten palauttamista ja priorisointia tarkistettiin, jotta voidaan paremmin korostaa vakavia tapahtumia ja estää tiettyjä hälytyksiä huomaamattomilta samanaikaisissa hälytyksissä.

Apollo 13: n onnettomuuden jälkeen suoritetun tutkimuksen johtopäätökset johtivat seuraavan operaation ( Apollo 14 ) lykkäämiseen, jotta seuraukset voitaisiin tehdä. Sen käynnistämistä lykättiin vuoden 1971 alkuun. Vuonna 2002 vahvistettujen suunnitelmien mukaanElokuu 1969, Apollo 14: n tehtävänä oli laskeutua alueelle lähellä Littrowin kraatteria , joka on voinut olla viimeaikaisen tulivuoren paikka. Mutta laskeutumispaikan tunnistamiseksi tarvittavasta valokuvaustutkimuksesta oli Apollo 13 -operaation vastuulla, eikä sitä voitu suorittaa olosuhteiden perusteella. Siksi ohjelman vastuuhenkilöt muuttivat suunnitelmia: Apollo 14 -matka jatkoi Apollo 13: n tavoitteita , toisin sanoen Fra Mauron geologisen muodostuman tutkimista . Samalla Apollo-ohjelma kärsi uusista budjettileikkauksista ja kaksi viimeistä virkamatkaa peruttiin. Apollo 14: stä tuli viimeinen "H" -tyyppinen tehtävä , eli varustettu kevyellä versiolla Apollo-kuun moduulista.

Vuonna 1980 , komento moduulin lainattiin Air and Space Museum Le Bourget . Mutta sitten hän palasi Yhdysvaltoihin vuonna 1995 Apollo 13 -elokuvan mainostamiseksi . Sittemmin kapseli on pidetty tällä Cosmosphere museon vuonna Hutchinson (Kansas) , Yhdysvallat .

Populaarikulttuurissa

Tehtävän kehittyminen on vuonna 1995 julkaistun Apollo 13 -elokuvan aihe , joka seuraa melko uskollisesti sen historiaa ja muodostaa elokuvateollisuuden realistisimman todistuksen Apollo-ohjelmasta . Englanninkielisessä versiossa suurin osa radiolähetyksistä on alkuperäisiä lähetysnauhoja. Dramaattisuuden korostamiseksi tietyt yksityiskohdat poikkeavat kuitenkin todellisuudesta. Näihin kuuluu happisäiliön räjähdys, todellisuudessa paljon vähemmän näyttävä kuin elokuvassa.

Operaation eri toimijat ovat julkaisseet useita todistuksia. Operaation komentaja Lovell kirjoitti toimittajan kanssa Lost Moon: Apollo 13: n vaarallinen matka , julkaistu vuonna 1994. Ohjaamon sähköjärjestelmien johtaja Sy Liebergot todisti kirjassa Apollo EECOM , kirjoittanut David M.Harlandin kanssa ja julkaistu vuonna 2003. Lentojohtaja Gene Kranz kuvaa tehtävää, joka etenee osana vuonna 2000 julkaistua omaelämäkertaa Failure Is Not a Option .

Ilmaisu Houston , meillä on ollut ongelmia  " (ranskaksi, "Houston, on ollut ongelma" ), joka on lausuttu Jack Swigert , nopeasti tuli amerikkalaisen kulttuurin, koska pelastamaan Apollo operaation 13 sai paljon tiedotusvälineiden ja yleisön huomio. Sanojen aliarviointi iski ihmisten mieleen, kun otetaan huomioon kyseessä olevan "ongelman" laajuus (vaikka Swigert ei ymmärtäisi tilanteen vakavuutta lausuessaan tämän lauseen). Lause oli sitten hieman epämuodostunut ja tunnetaan parhaiten nykyään nimellä Houston, meillä on ongelma  " ( "Houston, meillä on ongelma" ).

Huomautuksia ja viitteitä

Huomautuksia

  1. Aikaisempia tehtäviä varten paikan oli oltava alle 5 ° kuun päiväntasaajasta. Marginaalit eivät kuitenkaan riitä korkeimpien leveysasteiden saavuttamiseen.
  2. Auringon optimaalisen korkeuden ylläpitämiseksi näkyvyyden suhteen kuun maaperän laskeutumisvaiheen aikana ( 5–14 ° ) vaihtoehtoisten kohteiden oli sijaittava ensisijaista sijaintia länsipuolella, mikä edellytti, että tämä sijaitsi näkyvän kasvon itäinen osa.
  3. Satoja telemetriaa, joka antaa aluksen eri laitteiden tilan, välitetään jatkuvasti ja reaaliaikaisesti ohjauskeskukseen. Ne näytetään erilaisten erikoistuneiden ryhmien (sähköjärjestelmä, käyttövoima, viestintä jne.) Pöydillä, jotka seuraavat heitä jatkuvasti ja puuttuvat häiriöihin.
  4. CO 2muuttuu vaaralliseksi ihmisille vain 1%: n pitoisuudesta, joka saavutetaan nopeasti kapeassa ympäristössä kuin avaruuskapseli.
  5. Menettely, joka oli suunniteltu LEM: n suunnittelusta ja testattu Apollo 9 -matkan aikana .

Viitteet

  1. Pasco 1997 , s.  82–83.
  2. (in) Apollo, lopullinen lähdekirja 2010 , s.  296.
  3. (in) Apollo, lopullinen lähdekirja 2010 , s.  339.
  4. ( NASA SP-4214) Missä kukaan ihminen ei ole mennyt aiemmin: Apollon kuunvalmistustehtävien historia 1987 , s.  193–196.
  5. (in) lopullinen lähdekirja Apollo , s.  362-363.
  6. ( NASA SP-4214) Missä kukaan ihminen ei ole mennyt aikaisemmin: Apollon kuunvalmistustehtävien historia 1987 , s.  198.
  7. (in) Apollo, lopullinen lähdekirja 2010 , s.  361.
  8. (sisään) Apollo 13 Press Kit 1969 , s.  33.
  9. (sisään) Apollo 13 Press Kit 1969 , s.  17–23.
  10. (sisään) Kelli Mars, "  50 vuotta sitten: NASAn nimet Apollo 13 ja 14 miehistöä  " , NASA,6. elokuuta 2019(käytetty 15. elokuuta 2019 ) .
  11. (in) Apollo, lopullinen lähdekirja 2010 , s.  361-362.
  12. (en) Apollo 13 Press Kit 1969 , s.  78–83.
  13. (en) Apollo 13 Press Kit 1969 , s.  83–89.
  14. (in) Apollo 13: n lähetyskertomus 1970 , s.  11-1 - 11-6.
  15. (in) Apollo 13: n lähetyskertomus 1970 , s.  11-9 - 11-10.
  16. David Woods, Alexandr Turhanov ja Lennox J. Waugh, "  Apollo 13 Flight Journal  " , Apollo Lunar Surface Journal , NASA,14. toukokuuta 2016(käytetty 26. lokakuuta 2018 ) .
  17. (en) Lovell ja Kluger 2000 , s.  94–95.
  18. (en) Stephen Cass, "  Apollo 13, meillä on ratkaisu (osa 1)  " , julkaisussa The spactrum , IEEE ,1. st huhtikuu 2005(käytetty 15. syyskuuta 2019 ) .
  19. (in) "  Apollo 13 Timeline  " sivustolla history.nasa.gov , NASAn historiaosasto (käytetty 15. syyskuuta 2019 ) .
  20. (en) Stephen Cass, "  Apollo 13, meillä on ratkaisu: osa 2  " , julkaisussa The spactrum , IEEE ,1. st huhtikuu 2005(käytetty 15. syyskuuta 2019 ) .
  21. (in) Robin Wheeler , "  Apollo Lunar lasku Laukaisuikkuna: Tällä vaikuttavia tekijöitä ja rajoitteita  " , NASA ,2009(käytetty 15. syyskuuta 2019 ) .
  22. (in) Apollo, lopullinen lähdekirja 2010 , s.  369.
  23. "  Kaukin avaruusmatka:" Houston, meillä on ongelma "-matka  ", osoitteessa http://www.records-du-monde.com ,Maaliskuu 2014(käytetty 11. toukokuuta 2016 ) .
  24. (in) Apollo, lopullinen lähdekirja 2010 , s.  371.
  25. (in) Lähetystoiminnan lykkäykset Apollo 13 - Lähetystarvikkeet 1970 , s.  7-1 - 7-7.
  26. (in) "  Tähtikierros Apollo 13 -insinööreille  " , National Broadcasting Company ,19. huhtikuuta 2005(käytetty 15. syyskuuta 2019 ) .
  27. Didier Capdevila, "  Apollo 13, Les naufragés du Cosmos  " , osoitteessa capcomespace.net , Capcom espace (käytetty 15. syyskuuta 2019 ) .
  28. (en) Lovell ja Kluger 2000 , s.  256.
  29. (in) Apollo 13: n lähetyskertomus 1970 , s.  6-11.
  30. (in) Stephen Cass, "  Apollo 13, meillä on ratkaisu (osa 3)  " päälle spactrum , IEEE ,1. st huhtikuu 2005(käytetty 15. syyskuuta 2019 ) .
  31. (in) NASA Cortright Commission 1970 , s.  5-33.
  32. (in) Lovell vuonna 1995 .
  33. (in) Lovell ja Kluger 2000 .
  34. (in) Avaruusalusten tapahtumien tutkinta - osa 1: Poikkeavuustutkimus vuonna 1970 .
  35. (in) NASA Cortright Commission 1970 , s.  5-40.
  36. (vuonna) Harland 2007 , s.  71.
  37. Robert Nemiroff, Jerry Bonnell ja Didier Jamet (kääntäjä), "  Houston, meillä oli ongelma  " , osoitteessa http://www.cidehom.com , Astronomy Picture of the Day (käännös: Ciel des Hommes),17. huhtikuuta 2010(käytetty 15. syyskuuta 2019 ) .

Katso myös

Bibliografia

Artikkelin kirjoittamiseen käytetty asiakirja : tämän artikkelin lähteenä käytetty asiakirja.

NASAn tekniset asiakirjatNASA-kirjatMuut teokset

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Ulkoiset linkit