Astronautika: istorija

 FELJTON Pola veka Apoll 11 

Zašto sam napisao serijal o 'Apolu'?

 

Sletanje na Mesec. Kroz istoriju čovečanstva ideja o putovanja na Mesec bila je samo maštarija, nemoguća avantura tipična za lude ljude. Ali sada je san bio pred ostvarenjem. Dan izabran za ovaj istorijski podvig bio je 20. jul 1969, peti dan trajanja misije 'Apolo 11'. Datum je bio jednostavno nametnut. Ako je NASA želela da ima idealne uslove osvetljenja na odabranom mestu sletanja, nije postojala druga opcija. Putovanje na Mesec 'Apola 11' bilo je vrlo mirno. Astronauti su izveli samo dva uključivanja snažnog SPS motora servisnog modula: jednom da bi se udaljio od trećeg stepena i drugi put da bi korigovao putanju do Meseca i omogući brodu da uđe u perilun od 116 km iznad površine. Jedan od dva planirana manevra korekcije trajektorije je otkazan zbog velike preciznosti koju je postigao treći stepen S-IVB prilikom translunarnog paljenja TLI. Uključivanje motora radi ulaska u orbitu oko Meseca, ili LOI (Lunar Orbit Insertion), obavljeno je bez incidenta u misijskom vremenu 75 sati i 49 minuta (T+75:49) i trajalo je gotovo šest minuta. Početna orbita je bila eliptična, dimenzija 314,3×111 kilometara.

a1

Lunarni modul LM-5 'Igl' se odvaja od CSM-107 'Kolumbija' u Mesečevoj orbiti.

Bio je to drugi put da su se sprovodili ovakvi manevri, budući da je samo 59 dana pre toga 'Apolo 10'ispratio praktično istu proceduru. Orbita je bila gotovo ekvatorijalna, ali retrogradna, tj. od istoka ka zapadu, mada s obzirom na sporu rotaciju Meseca to nije predstavljalo nikakav problem prilikom sletanja.

U svom prvom nadletanju vidljive strane Meseca, astronauti su iskoristili priliku da provere kako izgleda mesto sletanja i, pre svega, različite repere na terenu koje će koristili tokom spuštanja kako bi odredili da li je njihova putanja ispravna. Među ove markere su spadali poznati krateri, poput Maskelina ili Moltkea, ali i mnogi drugi koji su dobili nadimke koje su im dali sami astronauti (But Hil, Maunt Marilin ili Djuk Ajlend, između ostalih). Tokom ovog preliminarnog pregleda, odabrano mesto sletanja u Moru tišine je bilo praktično u mraku. Ostao je još jedan dan do silaska na površinu i Sunce se polako dizalo na Mesečevom nebu, 12. put za svaki zemaljski dan.

a2

Slika budućeg mesta sletanja u Moru tišine. Dole desno se vidi udarni krater Maskelin prečnika 22 km i dubine 2,5 km. Lender će se pustiti na jedno 250 km zapadno odatle.

a3

Prethodna slika sa obeleženim karakteristikama na tlu.

Nakon dve orbite oko Meseca, motor SPS[1] je ponovno oživeo kako bi orbitu ansambla CSM-LM učinio kružnom. Paljenje LOI-2 je trajalo svega 16,88 sekundi i izvršeno je u 80 sati i 11 minuta po misijskom vremenu. Konačna orbita, međutim, nije bila u potpunosti kružna (122,4×101 km) ne bi li se tako koliko-toliko neutralisali remetilački učinci lunarnih MASKON-a koji su uticali i na orbitu 'Apola 10'. Posle toga, 'Apolo 11' je orbitirao oko Meseca s periodom od oko dva sata. Kako ništa drugo više nisu imali da rade, astronauti su otišli da spavaju.

a4

Pet ALS za sletanje prve misije na Mesec.

U Nasi, buduće mesto sletanja (koordinate 0,67° severno i 23,47° istočno) bilo je označeno kao ALS-2(Apollo Landing Site 2), ili II P-6. U oktobru 1967. godine, izbor je napravio tim na osnovu snimaka koje su napravile bespilotne sonde programa 'Lunar Orbiter', zajedno s još četiri potencijalne lokacije smještene vrlo blizu lunarnog ekvatora. Svih pet je bilo vrlo ravno a međusobno ih je razdvajalo po 12° geografske dužine.

Budući da je u vreme sletanja na Meseca ugao između Sunca i horizonta morao da bude dovoljno mali (između 5° i 14°) da bi krateri i druge karakteristike terena bacale uočljive senke, NASA je odabrala ova alternativna mesta sletanja za svaku misiju koja bi bila pokrenuta u slučaju da je prvo lansiranje bilo odgođeno za nekoliko dana. Lokacije na istoku su bile prioritetne, jer ako misija ne bi mogla da startuje predviđenog datuma, ostale lokacije bi imale odgovarajuće osvetljenje nakon nekoliko dana. Geografski raspored lunarnih mora nametao je da primarne lokacije za 'Apolo 11' mogu biti samo u Moru spokoja ili u Moru plodnosti, jer lokacije koja su bile dalje na istoku imala su nedostatak u tome što posada ne bi imala puno vremena između izlaza sa skrivene strane Meseca i početka faze spuštanja.

Nakon misije 'Apola 8' u decembru 1968, ALS-1 – u blizini kratera Maskelin – bio je potvrđen kao broj jedan, ali nakon detaljnih analiza stručnjaci su smatrali bi teren mogao biti neravniji od očekivanog. Nakon misije 'Apolo 10', samo dva meseca pred poletanje 'Apola 11', ALS-2 je službeno odabran kao definitivno mesto budućeg sletanja 'Apola 11'.

a5
Sletna elipsa 'Apola 11' na lokaciji ALS-2 i, unutar nje, finalno mesto spuštanja. U pozadini je CSM 'Kolumbija' snimljen sa lendera 'I

a6

Delovi lunarnog modula. Izgovaralo se LEM, pa su ga tada tako zvali i na našoj TV. Imao je visinu od 7,04 m i prečnik od 4,22 m. Napravljeno je ukupno 15 komada a lansirano je 10.

I konačno je stigao veliki dan. U T+95:41 direktor leta Džin Kranc je zauzeo svoje mesto u kontrolnom centru MOCR u Hjustonu. Kranc je znao da je imao sreće: dobio je zadatak da vodi prvo sletanje čoveka na drugi svet, iako tokom misije on nije bio glavni kontrolor leta (flight director) (ta čast je pripala Klifu Čarlsvortu[2]). Ubrzo nakon toga im se pridružio i Čarls Djuk kao glavni KAPKOM u Krancovoj smeni. Postepeno je MOCR počeo da se puni ljudima koji su bili vezani za program 'Apolo' a koji nisu želeli da propuste taj istorijski trenutak, vrhunac inicijative predsjednika Kenedija pre osam godina.

a7

Aeronautički inženjer i bivši pilot lovca Džin Kranc je bio glavni kontrolor leta tokom prvog sletanja na Mesec. Svima je ostao u sećanju kao čovek koji je spasio posadu 'Apola 13'. Danas je deda od 86 godina.

Armstrong i Oldrin su obukli svoje skafandere. Nisu planirali da ih skinu sve dok se, ako sve pođe kako valja, ne vrate sa Meseca. Time su astronauti zamenili svoje četvorodelne teflonske kombinezone ICG(InFlight Coverall Garment), koje su nosili do tada otkako su skinuli skafandere, sa novim odelima prekrivenim mnoštvom malih cevčica kroz koje će cirkulisati voda koja će kontrolisati njihovu temperaturu tokom šetnji po Mesečevoj površini. Kolins je učinio to isto i obukao svoj skafander za unutrašnje aktivnosti, iako bez onog dela ispod skafandera, koji je skinuo čim je 'Igl' krenuo na Mesec[3].

Armstrong i Oldrin su započeli zamorni proces buđenja 'Orla' iz njegove letargije i, usput, aktivirali pirotehničke mehanizme za otvaranje sklopljenih nogara stajnog trapa. Takođe su uključili računar LGC (Lunar Guidance Computer) i sinhronizirali ga s navigacijskim podacima iz njegovog blizanca, računara CGC modula 'Kolumbija'. Nakon što su zatvorili poklopac tunela koji ih je povezivao, u T+100:12 'Igl' i 'Kolumbija' su se razdvojili. U trenutku razdvajanja 'Kolumbija' je bila okrenuta prema Mesečevoj površini.

a8
'Kolumbija'
 viđena sa 'Igla'.

Od tog trenutka 'Igl' je leteo nezavisno, zaviseći sledećih dan ipo jedino od svoja četiri akumulatora (do tada je bio napajan električnom energijom koju su proizvodile 'Kolumbijine' gorive ćelije[4]). Dva broda su kružila jedan oko drugog i međusobno se pregledavala, a Kolins je obavestio Armstronga da su nogari stalnog trapa pravilno otvoreni, dok je zapovednik uz pomoć RCS motora proveravao sposobnost manevrisanja 'Igla'. Ali Armstrong je bio oprezan. Znao sam da će sledeći put kad bude ručno pilotirao lunarnim modulom ovaj biti znatno lakši i da će se njegove karakteristike leta znatno promeniti. Nepravilan, ćoškasti i fasetni oblik 'Igla' bio je u kontrastu sa zaobljenim linijama 'Kolumbije'. Asimetrija uzletnog stepena, sa jednom izbočinom većom od druge sa obe strane vrata za izlazak napolje, doprinosila je ukupnom neobičnom obliku (razlog ove asimetrije bila je veća gustina oksidanta, što je prisililo konstruktore da tank za gorivo smeste dalje od težišta radi održavanja stabilnosti uzletnog stepena).

a9

Četiri nogara stajnog trapa modula su se nalazila u sklopljenom položaju prilikom lansiranja i otvorena su kada su se LM i CSM spojili. Odmah zatim, zapovednik lunarnog modula Kolins je aktivirao detonatorske kertridže (po dva po nogaru) koja su otvorila stajni trap. 

a10

'The Eagle has wing'poslao je Armstrong poruku kada je u nedelju 20. jula prvi put počeo da upravlja lunarnim modulom. Kolins im je odgovorio da mu se sa njegove strane sve čini u redu sem što su okrenuti naopačke, na šta mu je Armstrong odgovorio da se i njemu čini da je neko okrenut naopačke.

Otprilike 28 sekundi nakon razdvajanja, modul 'Kolumbija' je započeo osmosekundni manevar svojim RCS motorom kako bi se odmakao od 'Igla'. Ubrzo nakon toga provereno je ispravno funkcionisanje radara, osnovnog alata za spajanje 'Igla' sa 'Kolumbijom' nakon što njegova misija završi, posebno za slučaj neke opasnosti.

Dve letilice su potom zašle sa 'one strane Meseca'. Van dometa zemaljskih komunikacionih stanica, 'Igl'je morao izvršiti manevar DOI (Descent Orbit Insertion) da bi ušao u eliptičnu orbitu s periastrom od samo 15,7 km udaljenosti od mesta sletanja. Kroz ovaj novi periastro će započeti i sam silazak. Visina periastra je odabrana tako da omogući Kolinsu eventualno sigurno spašavanje Armstronga i Oldrina. DOI je izveden, kako je i planirano, u T+101:36 i trajao je 30 sekundi (prvih 10 sekundi sa 10% snage, a ostatak sa 40%). 'Iglov'motor DPS (Descent Propulsion System), izgovara se kao 'dips', ponašao se u svom debiju u ovoj misiji izvrsno.

a11

Unutrašnjost prvog Mesečevog lunarnog modula. Kasniji modeli su bili složeniji – nosili su više naučne opreme pa čak i lunarni rover.

a12

'Iglov' pogonski sistem.

Iza skrivenog lica Meseca prvo je izašla 'Kolumbija', a dva minuta kasnije i 'Igl'. To kašnjenje je bio pokazatelj da je DOI paljenje uspelo. Pošto se mesto sletanja nalazilo toliko istočno, preostajalo je samo 17 minuta da astronauti započnu lagano spuštanje prema površini[5] ... i prema istoriji.

Svi su znali da postoje samo dve mogućnosti: ili da uspeju da slete ili da ne uspeju. U drugom slučaju to je moglo da bude samo zbog nekog otkaza ili zbog toga što se 'Igl' srušio na površinu. Nažalost, što je kontrolu misije činilo još nervoznijom, komunikacija s 'Iglom' je bila vrlo loša i puna smetnji i statičkih šumova. Uzrok smetnji su bile četiri nova metalna štita ('deflektora') postavljena ispod donjih RCS trastera kako bi se spriječilo da izduvni gasovi oštete sletni stepen. Očito je uvođenje tako velike promene u konstrukciju, nakon što se 'Apolo 10' pokazao dobrim, bila loša ideja.

a13

Novoinstalirani 'deflektori' gasova 'Iglovih' trastera izazivali su smetnje u komunikaciji tokom spuštanja na površinu. Inače ovde može da se vidi o kakvoj se konstrukciji radi. Meni lično najpre liči na neku sklepotinu od štanda na sajmu a ne na vrhunac ljudske domišljatosti...

a14

Položajna geometrija obe letilice prilikom sletanja. Sunce se nalazili sa desne strane.

Kritični trenutak se približavao: pogonsko spuštanje. Do ove faze, 'Apolo 10' je već uvežbao sve faze misije. Spuštanjem ka površini, 'Apolo 11' je zašao u terru incognitu. Manevriranje do tačdauna je trebalo da traje oko 12,5 minuta, tokom kojih bi 'Iglov' DPS motor trebao da reguliše potisak kako bi postigao optimalnu sletnu putanju. Da bi se to postiglo, glavni sistem za navođenje i navigaciju, ili PGN&CS (Primary Guidance, Navigation and Control System) ili PG&NS – 'pings' – morao je da radi savršeno.

PGN&CS se sastojao od IMU (inertial measurement unit) inercione merne jedinice, digitalnog računara[6]LGC (Lunar-module Guidance Computer), radara za pristajanje i sletanje, i optičkog navigacionog sistema, mada je takođe koristio podatke o trajektoriji LM-a koje je Hjuston ažurirao putem svojih zemaljskih stanica. No NASA nije mnogo verovala PGNCS-u[7], pa je LM imao takođe i sekundarni sistem za navođenje pod nazivom AGS (Abort Guidance System) – ili 'aggs' – koji se sastojao od jednostavnijeg računara i IMU-a. AGS je bio zadužen za spašavanje posade u slučaju prekida misije u bilo kojoj fazi, pa čak i ako bi 'pings' zbog nečega zakazao (zapravo, prekid bi i bio uzrokovan potpunim otkazom PGN&CS-a).

a15

Glavne komponente podsistema za navođenje i navigaciju PGN&CS.

a16

Glavni navigacioni sistem PGN&CS lunarnog modula.

a17

Delovi PGN&CS-a: IMU - Inertial Measurement UnitLGC- LM Guidance Computer, ECDU - Electronics Coupling Data Unit, G&N - Guidance & Navigation, PSA - Power Servo Assembly.

a18

a19
Gore
: Mehanički žiroskopi IMU za 'Apolo' CSM i LM (u to vreme nisu postojali digitalni). Dole: Navigaciona baza se nalazila iznad astronauta u LM-u iza glavne antene.

a20

Tastatura (DEDA) rezervnog sistema za navođenje AGS u lunarnom modulu 'Apola 11' na putu ka Mesecu. Računar je primao samo 27 instrukcija.

a21

Sistem vezivanja astronauta u LM-u.

 

[1] To je skraćenica od 'Service Propulsion System' koji je imao zadatak da uvede i izvede brod iz lunarne orbite, kao i da vrši korekcije trajektorije između Zemlje i Meseca. Sam motor je bio AJ10-137 (sagorevao 'Aerozin 50' i azotni tetroksid) i stvarao je potisak od 91 kN (oko 10 tona). Motor je bio duplo jači od potrebnog jer kompanija 'Aerojet-General' prvobitno (1962.) dobila zadatak da smisli motor koji će da podigne komandno-servisni modul s površine Meseca jer se u to vreme lobiralo za plan sletanja na Mesec bez ulaska u orbitu, i uzletanje s površine i pravac ka Zemlji. Kada je ideja napuštena bilo je kasno za menjanje motora.

[2] Preciznije, Kranc je bio zadužen za sletanje na Mesec, dok je Čarlsvort direktno vodio lansiranje i vanbrodske aktivnosti (EVA). Kontrolor G. Luni će kasnij pratiti uzletanje s Meseca.

[3] Danas su ti skafanderi i oprema u jako lošem stanju jer se loše čuvaju a procesi degradacije napreduju.

[4] To je uređaj koji kombinuje vodonik i kiseonik radi proizvodnje struje i vode za piće. Svaki uređaj se sastojao od 31 odvojene elektrohemijske ćelije serijski povezane. Svaki uređaj je bio težak ~111 kg, imao je dimenzije 111,8×55,9 cm, i davao 563-1420 W struje (max 2300 W).

[5] Tokom 'Apolo' programa slanja ljudi na Mesec, pojavio se termin 'Powered Descent Initiation' (PDI), koji je opisivao fazu sletanja sa lunarne orbite do površine uz pomoć motora. Kako da prevedem ovo: pogonsko spuštanje? OK.

[6] Ovo sam objasnio na početku feljtona: računar i navigacioni sistem razvijen za program 'Apolo' je upotrebljen i u komandnom (i servisnom) modulu CSM, i u lunarnom modulu LM. Da bi ih razlikovali, prvi je imao oznaku CMC (Command Module Computer), a drugi LGC (Lunar-module Guidance Computer). Razlikovali su se samo softveri i neki senzori.

[7] Proizvodila ih je kompanija 'Delco', odelenje 'General Motorsa'.

  


 FELJTON Pola veka Apoll 11 

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Dodaj komentar