Bestemming: de maan
| |
De techniek
van Apollo Bestemming: de maan |
Op het moment dat Kennedy
een maanlanding voor 1970 aangekondigde bestond de Amerikaanse ruimtevaart uit
niet veel meer dan wat uit de kluiten gewassen vuurpijlen die vaak bij de lancering
al explodeerden. De Sovjet-Unie lag op alle fronten ver voor.
 |
 |
 |
 |
 |
|
Bestemming:
de maan |
De NASA was dan wel blij met de opdracht om een interplanetair ruimteschip te ontwerpen waarmee mensen op de maan konden landen. De tijdslimiet (vóór 1970) en de Sovjetconcurrentie maakten het een stuk moeilijker.
| Het merendeel van een ruimteschip dat op de maan kon landen moest eerst nog worden uitgevonden ! |
Op het moment dat men in staat was om de eerste Apollo-astronauten in een baan om de aarde te lanceren waren er dan ook al 105 maanden van de jaren '60 verstreken en waren er nog maar 15 maanden over om op de maan te landen.
|
|
Binnen 10 jaar van niets naar de maan. Links (op dezelfde schaal) van beneden naar boven een Mercury, een Gemini en een Apollo ruimteschip. Rechts hun lanceervoertuigen Atlas, Titan 2 en Saturnus 5. |
Zeven stappen plan
|
De NASA ontwierp zeven missietypes die de functionaliteit en de veiligheid van Apollo-Saturnus V moesten bewijzen. Deze stappen kregen de letters A t/m G |
||
| A | Onbemande vluchten van Saturnus 1B en Saturnus 5 om de lanceervoertuigen en de commando/service-module te testen. | A-missies waren de vluchten AS-201 t/m 203 en Apollo 4 |
| B | Een onbemande vlucht met de maanlander, eveneens om de ontwerpeisen te testen. | Dit middels Apollo 5 en Apollo 6 |
| C | Een bemande vlucht om de werking van de Commando/Service-Module te testen en er vliegervaring mee op te doen. | Apollo 7 was de C-missie van het Apolloproject. |
| D | Een bemande vlucht met de maanlander in een aard-omloopbaan om de werking te testen en vliegervaring te vergaren. Teven een complete simulatie van maanlanding en rendezvous (voor zover dit in de aard-omloopbaan mogelijk was). | Apollo
8 zou aanvankelijk de D-missie worden maar werd om diverse redenen een
erg uitgebreide C-missie. De D-missie werd nu uitgevoerd door Apollo 9 |
| E | Een bemande vlucht met het complete Apollo-Saturnus V ruimteschip tot een grote afstand van de aarde om de vlucht naar de maan te simuleren en de hoge-snelheid binnenkomst van de commandomodule in de atmosfeer van de aarde. | Toen de E-missie aan de beurt was werd besloten dat door het schuiven met Apollo 8 alle doelen van deze stap in het Apolloproject al waren gehaald. |
| F | Een complete maanlandingsmissie behalve de laatste 15 km afdaling naar het maanoppervlak. | Er werd hevig gediscussieerd over de noodzaak van deze missie. Deze stap werd toch uitgevoerd (Apollo 10) om toch nog extra ervaring te winnen en het landingsgebied te verkennen. |
| G | De daadwerkelijke maanlanding. | Armstrong en Aldrin landden met Apollo 11 op de maan. |
 |
November 1967. Apollo 4, de eerste en nog onbemande Saturnus V staat op het lanceerplatform om één van de vijf A-missies uit te voeren. De massaal op deze primeur afgekomen pers werd niet teleurgesteld door het schouwspel. Het geluid van de motoren was zo hevig dat - op zes kilometer afstand - de ruiten uit de cabines van de TV-commentatoren vielen. |
Bemanning
Het Apollo ruimteschip heeft een bemanning van drie personen die de functie hebben van commandant, maanlander-piloot en commandomodule-piloot.
De titel maanlander-piloot (LMP) doet geen recht aan de functie van dit bemanningslid want de commandant staat in de LM aan de stuurknuppel. De maanlanderpiloot is dan de navigator. Tijdens de reis tussen aarde en maan bewaakt hij de subsystemen zoals de brandstofcellen en de klimaatbeheersing.
De commandomodule-piloot (CMP) is de specialist in de fijne manoeuvres van het ruimteschip die uitgevoerd worden met de stuurraketten. Hij landt niet op de maan maar blijft in een baan om de maan in de commandomodule.
De commandant (CDR) tenslotte is behalve de "kapitein" van het ruimteschip ook de stuurman van de maanlander. .
De onderlinge rolverdeling verschilde per vlucht, afhankelijk van training en eerder gemaakte vluchten. De CDR en de LMP hadden meestal volop werk op het trainen van de maanlanding en deed de CMP al het vliegwerk. Enkele CDR's hadden echter al een maanvlucht als CMP meegemaakt en deden een deel van de taak van de CMP zelf. Bij het samenstellen van de trio's werd hiermee sterk rekening gehouden om zo de trainindstijd te bekorten.
|
|
Overdreven veel plaats voor de astronauten is er niet in de Commando-Module en de Lunar-Module (=maanlander). In de CM wordt de meeste ruimte ingenomen door de accu's, brandstof en de motor. Om de accelleratie van de lancering te kunnen weerstaan ligt de bemanning in stoelen met de benen omhoog. De LM is in feite een 2-traps-raket met aan de onderzijde de daaltrap die op de maan achterblijft en daarop de stijgtrap met zijn eigen motor. Om beter zicht door de kleine ramen te hebben en omdat de stijgmotor veel plaats vraagt stáán de astronauten in de maanlander. Op het plaatje zijn de landingspoten nog ingeklapt. |
|
|
Commando-module |
LM-stijgtrap |
|
|
Service-module |
LM-daaltrap |
|
|
. |
CM |
SM |
LM-stijgtrap |
LM-daaltrap |
|
Hoogte |
3,22 m. |
7,60 |
3,76 m. |
3,23 m. |
|
Diameter |
3,91 m |
3,91 |
3,80 m |
9,45 m. |
|
Gewicht op aarde |
5.900 kg. |
24.500 kg. |
14.500 kg. totaal |
|
Navigatie
De oversteek van de aarde naar de maan duurt ongeveer drie dagen. Gedurende die reis wordt de koers van een Apollo voortdurend gevolgd door middel van 3 strategisch over de aarde verdeelde radar-volgstations.
In de commandomodule, dat het controlecentrum van het ruimteschip is, bevindt zich één van de twee guidance-computers, (de andere zit in de maanlander) om alle fases van de vlucht te sturen en te controleren. De computer wordt gevoed met gegevens van o.a. het inertieaal platform, de grondradar, rendezvousradar, optische instrumenten en gegevens die de radar-volgstations in Spanje, Australië en Californië doorseinen naar Houston. De uitgangssignalen lopen o.a. naar een beeldscherm met data-uitlezing, de stuwmotor en naar het RCS (Reaction Control System), dat de stand van CSM of LM t.o.v. een referentielijn bestuurt.
|
|
Als
men ver genoeg van de aarde verwijderd is kunnen de 3 schotelantennes
(met een doorsnede van 26 meter) van het deep-space-network van
de NASA het ruimteschip volgen. |
Hoewel in theorie met behulp van de computer en andere apparatuur de bemanning autonoom de missie uit kan voeren, is in de praktijk de hulp vanuit Houston onontbeerlijk. Met name omdat door de beperkte hoeveelheid brandstof er weinig ruimte is voor correcties.
De reis tussen de omloopbaan om de aarde naar de omloopbaan om de maan wordt gedaan met slechts enkele exact berekende vuurstoten, variërend van enkele seconden tot 6 minuten lengte.
|
|
 |
Wie alles wil weten van de besturing en navigatie kan hier de originele handleiding van de guidance-computer lezen. |
| Jim Lovell bepaalt de hoek van Apollo 8 naar twee bekende sterren om daarmee de computer een nieuwe referentielijn te geven. Dit gebeurt tijdens iedere fase opnieuw. Bovendien wordt tussendoor de afwijking op de X, Y en Z-as van het inertieaal platform gecorrigeerd. Het platform dat door gyroscopen stabiel wordt gehouden is de basis voor de eigen navigatie van het ruimteschip. |
||
|
|
Het Apollo-project betekende de doorbraak voor de computer. Zonder een kleine, lichte boordcomputer zou een maanlanding niet mogelijk zijn geweest. Het bedieningspaneel van de Guidance & Navigation computer.
De eigenlijke computer is een stalen doos van 60x30x15 cm die in een verloren hoekje van de CM en LM opgeborgen zit. |
 |
Video: Neil Armsrong demonstreert de Apollocomputer aan het TV-publiek tijdens de thuisreis van Apollo 11. |
Mission Control
Ten behoeve van het Apolloproject
werd er een nieuw complex gebouwd net buiten Houston, Texas. Het Manned
Spacecraft Center, dat verantwoordelijk was voor het ontwerp vam het
Apollo ruimteschip, de selektie en opleiding van astronauten en vluchtleiders.
Mission Control is een ruimte opgebouwd uit vier rijen consoles
die trapsgewijs achter elkaar liggen.
Hieronder staat een overzichtsfoto van Mission Control (tijdens de lancering) zoals die tot en met Apollo 11 gebruikelijk was. Daarna werden enkele functies opgesplitst en waren er vanaf het moment dat de LM ontkoppeld was, twee teams van vluchtleiders tegelijk aan het werk. Een voor de commandomodule en een voor de maanlander.
| Rij
1: |
 |
|
| 1 Booster (Saturnus V) | ||
| 2 Retro (Noodprocedures) | ||
| 3 FiDO (Vluchtdynamica) | ||
| 4 Guidance (Boordcomputer) | ||
| Rij
2: |
||
| 5 Surgeon (Dokter) | ||
| 6 CapCom (Spreekbuis naar de bemanning) | ||
| 7 EECom (Klimaat, radio) | ||
| Rij
3: |
||
| 8 Flight (Vluchtleider) | ||
| 9 Operations (Procedures) | ||
| 10 Network (Verbindingen op aarde) | ||
| 11 FAO (Tijdschema) | ||
| Rij
4: |
||
| 12 Public Affairs Officer | ||
| 13 Director Flight operations | ||
Rij 4: Op de bovenste trede zitten (af en toe) de heren in driedelige pakken, zoals vertegenwoordigers van het NASA-hoofdkwartier in Washington, het Ministerie van Defensie, de directeur van het MSC en de missie-supervisor.
Rij 3: De rijen daaronder worden in ploegendienst continu bezet met op de derde rij de Flight-director (de teamleider) en zijn assistenten.
Rij 2: Op de een na onderste trede zijn de panelen voor o.a de Capcom (een astronaut die de commando's van de vluchteider aan de bemanning doorgeeft) en de verbindingspanelen voor de radio, de telemetrie en de klimaatsystemen.
Rij 1: Op de onderdste rij (ook wel the Trench, de greppel genoemd), zitten de whizz-kids van het Apollo-project. De computerspecialisten, vaak net van de universiteit, die de vluchtmanoeuvres berekenen die het Apolloschip en de maanlander naar de plaats van bestemming leiden.
|
|
 |
|
| Bestemming:
de maan |
||||
| |
