Apollo (kozmická loď)

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 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 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 slúži 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 slúži 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 palivové články, pretože sú ľahšie a spoľahlivejšie ako vodíkovo-kyslíkové. Štyri články sú v pristávacom, dva 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[1] a k lunárnemu modulu sa pripíjalo zboku.

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 mhotnosť. 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.[2]

Saturn V sa skladal z troch stupňov a prístrojovej časti, ktoré boli vyvinuté a dodané rôznymi dodávateľmi NASA. Zaujímave 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.