
Apollo programos misijų moduliai lėkiant į Mėnulį ir atgal į Žemę
Apollo 10 nulėkė iki Mėnulio ir sugrįžo atgal. NASA nuotrauka
Artėjant Artemis kelionėms į Mėnulį, pravartu prisiminti Apollo mėnulėjimo bei startavimo atgal link Žemės techniką – tūpimo ir kilimo modulius. Idėją tūpti paviršiun iš tarnybinio modulio Mėnulio orbitoje, o ne tiesiai iš Žemės orbitos, pasiūlė Grumman Aircraft konstruktorius T. J. Kelly. 1962 metais NASA paskelbė konkursą, kuriame buvo 9 dalyvių paraiškos. Konkursą T. J. Kelly laimėjo ir pradėjo kurti 3 modulių (orbitinio, tūpimo ir kilimo) erdvėlaivį. Neturint mėnulėjimo praktikos ir nei patikimos teorijos, prireikė eksperimentuoti ir treniruoti astronautus Žemėje.
1970 gruodžio 14: erdvėlaivo vadas A. Shepard pasiruošęs skristi nusileidimo ant Mėnulio paviršiaus treniruokliu LLTV (Lunar Landing Training Vehicle)
1964-ais sukurti 1,8 t masės ir 3×4, 6×7 m dydžio treniruoklio LLRV (Lunar Landing Research Vehicle) variantai, kuriais rizikingai lakstydami astronautai įgijo pirminių įgūdžių. LLRV, vadinami „Skraidanti Lova, turėjo 1×19 kN ir 8×2 kN varytuvus.
Moduliai
Po 10 įvairių astronautinių testų patobulintas Apollo-10 įvykdė generalinę repeticiją 1969 metais: nulėkęs į Mėnulio orbitą, pamėnulėjo iki 14,4 km nuo paviršiaus, numetė tūpimo modulį; kilimo moduliu grįžo į orbitą ir iš ten parlėkė Žemėn.
Apollo 14 tarnybinis (service) ir komandinis (command) moduliai (CSM) orbitoje apie Mėnulį
Tarnybinį ir komandinį modulius (Command Service Module – CSM), kurių buvo pagaminti 35 vnt., konstravo M. Fadget iš North American Rockwell bendrovės. CSM buvo 24 t masės o3,9×11 m su 10,4 m3 kabina 3 žmonėms. Visa programa kainavo $36,9 mlrd, modulių startavo 19, o 9 sėkmingai lėkė į Mėnulį 1968-72 metais.
Apollo misijų moduliai: tarnybinis (service module), komandinis (command module) ir Mėnulio (Lunar module)
91 kN varytuvas ir 12×410 N varytuviukai teikė reikiamų orientavimo ir manevravimo savybių. Leidimuisi Žėmės atmosferoje turėjo termoizoliacinį ekraną iš 5 cm storio stiklopluoštinio epoksido, 5 langus o20-23 cm ir parašiutų sistemą, 296 Ah akumuliatorių 28 V bei 115 V 400 Hz kintamos elektros. Startūne Saturn-V visi trys moduliai buvo tvirtinami 1,8 t masės ir o6,6 m dydžio adapteryje SLA. Vienas CSM 1975-ais panaudotas projektui Apollo-Sojuz.
Apollo 14 misijos Mėnulio modulis (LM) pasiekė paviršių
Mėnulinis modulis (Lunar Module – LM) buvo 16,4 t masės ir o4,2×7 m dydžio su 6,7 m3 kabina 2 žmonėms. Juos gamino Grumman Aircraft bendrovė. LM 10,3 t įrenginy su 4 išskleidžiamom kojom turėjo 47 kN varytuvą tūpimui. Dar 16 kN varytuvas buvo skirtas kilimui su 4,7 t astronautų kabina. LM modulių pagamino 15 vnt., jie visi kainavo $21.3 mlrd, o 10 pasiekė Mėnulį. Apollo-15, -16 ir -17 LM modernizavo, kad tilptų ir mėnuleigis.
Mėnulėdavo stabdydami nuo 2,4 km/s greičio 15 km aukštyje apie 8 min iki 3 km lygio, 1,5 min sugaišdavo tūpvietės paieškai ir 1,5 min – tūpimui rankiniu valdymu.
Nauji lėkiai į Mėnulį
Artemis programai NASA po LRO dešimties metų duomenų analizės jau parinko astronautų ekspedicijoms Mėnulyje 13 vietovių (15×15 km didumo) maždaug 6o nuo Pietų poliaus juostoje, įdomioje „amžino šešėlio“ zonoje. Nepamirštamas ir Mėnulio grunto arba regolito dulkių aštrumas, – nesant atmosferos nei laisvo vandens nevyksta erozija arba dalelių gludininimas. Smulkmė yra pasklidusi iki 100 km nuo sato paviršiaus. Chinese Academy of Sciences Mėnulio grunto mėginyje 1,5 g CE5CO400YJFM00507 aptiko ypatingos struktūros 20-500 nm didumo FeO dalelių.
Primenamas Mėnulio paradoksas, – jis tebėra Žemės satas, nors Saulės gravitacija veikia du kartus didesne jėga. Jėga FS, kuria Saulė traukia Mėnulį, apskaičiuojama pagal visuotinės traukos dėsnį:
FS=G×mS×mM/(rMS)2
kur G (gravitacinė konstanta) – 6,67 × 10−11 N m² kg-2; mS (Saulės masė) – 1,9891 × 1030 kg; mM (Mėnulio masė) – 7,349 ×1022 kg; rMS (vidutinis atstumas tarp Saulės ir Mėnulio centrų) – 1,496 × 1011m.
Ši jėga yra = 43,6 × 1019 N.
Jėga FŽ, kuria Žemę traukia Nėnulį, apskaičiuojama pagal visuotinės traukos dėsnį:
FŽ=G×mŽ×mM/(rMŽ)2
kur G (gravitacinė konstanta) – 6,67 × 10−11 N m² kg-2; mŽ (Žemės masė) – 5,9742 × 1024 kg; mM (Mėnulio masė) – 7,349 ×1022 kg; rMŽ (vidutinis atstumas tarp Žemės ir Mėnulio centrų) – 3,844 × 108m.
Ši jėga yra = 19,8 × 1019 N. Mėnulį orbitoje 356-406 Mm aplink Žemę išlaiko išcentrinė jėga, susidaranti judant Saulės atžvilgiu kreiva trajektorija.