De lancering
| |
De techniek
van Apollo De lancering |
Een Apollo ruimteschip gaat verder daar waar andere bemande ruimteschepen als Skylab, Mir, Spaceshuttle en ISS ophouden: de reis door de ruimte, van de aarde naar de maan.
 |
 |
 |
 |
 |
|
Van
aarde naar maan |
Slecht negen maal werd in de geschiedenis van de ruimtevaart het zinnetje uitgesproken dat het verschil maakt tussen rondjes draaien om de aarde en een reis door het heelal: "Apollo, you are go for TLI"
 |
Op deze plaat staat het gedeelte wat nog over is van de raket als deze in een omloopbaan om de aarde is aangekomen. De ontsnappingsraket, de eerste en de tweede trap zijn afgestoten en wat over is zijn de derde trap die gedeeltelijk verbruikt is, de maanlander in zijn omhulling, de service-module en als top de commando-module. |
In deze configuratie wordt de Trans-Lunar-Injection uitgevoerd, die het ruimteschip versnelt van 28.000 naar 40.000 km/uur ofwel 11 kilometer per seconde. Net voldoende om aan de zwaartekracht van de aarde te ontsnappen.Wanneer de lancering volgens plan is verlopen wordt anderhalve omwenteling om de aarde gemaakt voordat Houston "Go for TLI" geeft. De motor van de 3e trap wordt wederom ontstoken en brandt bijna 6 minuten. |
|
Trans Lunar Injection
Als een bal recht vooruit wordt weggegooid valt die bal met een boog terug naar de grond. Hoe harder en dus verder er wordt gegooid, hoe flauwer de valhoek wordt waarmee de grond wordt geraakt. De Saturnus 5 heeft het Apollo ruimteschip zo'n hoge snelheid (7,5 km/sec.) gegeven dat de valboog gelijk is aan de kromming van het aardoppervlak , en op een hoogte waar geen luchtweerstand meer is. De afstand ten opzichte van de grond blijft dus gelijk.
Als er nog meer snelheid wordt toegevoegd gebeurt hetzelfde als een bal die omhoog gegooid wordt . De hoogte vanaf de grond neemt toe terwijl de snelheid tegelijkertijd afneemt. Hetzelfde gebeurt tijdens de TLI, één flinke versnelling (de worp) en de rest is omhoog vallen totdat de snelheid eruit is.
 |
Reizen door de ruimte, orbitale mechanica |
|
|
|
Een ruimteschip heeft geen kompas waarop het kan navigeren. Vanaf een vast punt wordt een lijn getrokken die de referentie vormt voor de vliegbaan (trajectory).Voor de lancering liep de referentielijn van waaruit de baan wordt afgeleid recht door de top van de raket omhoog. Voor de TLI wordt een nieuwe referentie in de besturingscomputer ingevoerd: de lijn tussen het middelpunt van de aarde en de maan. Het gyroscopisch platform waar de meetinstrumenten in hangen (de IMU, Instrument Measurement Unit) wordt hierop nulgesteld. De referentielijn wordt in NASA-taal de REFSMMAT genoemd: Reference to stable member matrix . De baan van een Apollo loopt niet langs deze lijn, de koers gaat naar het punt waar de maan drie dagen later zal zijn. |
Free return trajectory
De TLI vuurstoot heeft Apollo in een baan naar de maan geplaatst die zo gekozen is dat, als er niets meer gedaan wordt, door de maan omgebogen wordt in een vloeiende lijn terug naar aarde. De gratis retour-koers of free return trajectory. Als de koppeling zou mislukken of er is een ander probleem waardoor er niet geland kan worden, wordt deze koers aangehouden. Deze koers heeft een "gratis retour" omdat er geen raketmotor voor nodig is om weer in de buurt van de aarde te komen.
Transpose
Om de twee astronauten die op de maan gaan landen later moeten kunnen overstappen moeten de CM en de LM aan elkaar gekoppeld worden. Die koppelingsmanouvres beginnen een half uurtje na afloop van de TLI.
Een raket die vanaf de aarde gelanceerd wordt is (in verband met de luchtweerstand) altijd mooi glad en puntig geconstrueerd. Vandaar dat de hoekige en fragiele maanlander tijdens de lancering stevig opgeborgen zit in de adapter, het koppelstuk tussen derde trap en service-module. De commando-module, die toch al puntig moet zijn in verband met de vliegstabiliteit tijdens de terugkeer op aarde, is de top van de Saturnus 5 vuurpijl.
|
|
Na de TLI worden de afschermpanelen door middel van explosieve bouten naar buiten geklapt. Terwijl de LM en de CSM met een snelheid van 40.000 km/uur naast elkaar zweven heeft de CM-piloot de taak de CSM via de stuurraketjes te keren en met de punt aan te koppelen aan de maanlander. Na de koppeling wordt de 3e trap afgestoten. |
Barbecue rol
De dag van de lancering is zo gekozen dat de zon tijdens de maanreizen van opzij komt. Dit heeft als voordeel dat bij de landing de bemanning de zon in de rug heeft, waardoor kraters en rotsen door hun schaduw beter zichtbaar worden. Nadeel is dat tussen aarde en maan er een kant van het ruimteschip enorm zou worden verhit terwijl de andere zijde afkoelt tot honderden graden onder nul. Dit wordt voorkomen door via de stuurraketten van de servicemodule een rolbeweging in te zetten van 1 omwenteling per 20 minuten. Deze "barbecue-rol" zorgt ervoor dat alle kanten gelijkmatig verwarmt worden.
|
|
De Commando/Service Module trekt de maanlander uit de adapter op de derde trap. |
Om, afhankelijk van de beoogde landingsplaats, in een juiste baan om de maan te kunnen komen, die ook nog eens laag genoeg is, wordt tussen aarde en maan de koers en de snelheid bijgesteld door de CSM motor (ook wel SPS, Service Propulsion System genoemd) enkele minuten te laten branden.
|
|
Het Apollo-ruimteschip in volle glorie. Tijdens de reis tussen aarde en maan. |
| Van
aarde naar maan |
||||
| |
