Кіріспе

Сатурн V адамдарды Айға жеткізген жүк ұшырды.

Аполлон ғарыш кемесі американдық Аполлон бағдарламасының 1960 жылдардың соңына дейін ғарышкерлерді Айға қондыру және оларды Жерге қауіпсіз қайтару мақсатын орындау үшін жобаланған үш бөліктен тұрады. Бір рет қолданылатын ғарыш кемесіне командалық және қызметтік модуль (CSM) және Аполлон Ай модулі (LM) кірді. Ғарыш кемелерін құрастыру үшін екі қосымша компонент пайда болды: LM-ді ұшыру кезіндегі аэродинамикалық күштен қорғайтын және CSM-ді Сатурн ұшыру құралына жалғайтын ғарыш кемесі-LM адаптері (SLA) және ұшыру кезіндегі төтенше жағдайларда экипажды командалық модульден қауіпсіз шығарып алуға арналған ұшыру қашқыш жүйесі (LES). Бұл жоба Ай орбитасында кездесу әдісіне негізделген: екі біріктірілген ғарыш кемесі Айға жіберілді және Ай орбитасына енді. LM бөлініп, қонғанда, CSM орбитада қалды. Айға саяхаттан кейін екі кеме Ай орбитасында кездесіп, бірікті, ал CSM экипажды Жерге қайтарды. Командалық модуль – ғарыш кемесінің экипажбен бірге Жер бетіне оралған жалғыз бөлігі. LES ұшыру кезінде қажеттілігі болмағанда тасталып, ал SLA ұшыру құралының жоғарғы сатысына бекітілді. Жердің төменгі орбитасындағы Аполлон миссиялары үшін Сатурн IB ұшыру құралдарымен екі ұшқышсыз CSM, бір ұшқышсыз LM және бір экипажды CSM ғарышқа шығарылды. Үлкен Сатурн V екі ұшқышсыз CSM-ді Жердің жоғары орбитасында сынақ ұшуларына, бір экипажды Ай миссиясына CSM-ді, толық ғарыш кемесін бір экипажды Жердің төменгі орбитасына және сегіз экипажды Ай миссиясына жіберді. Аполлон бағдарламасы аяқталғаннан кейін төрт CSM үш Skylab Жер орбиталық миссиясы және Аполлон-Союз сынақ жобасы үшін Сатурн IB-де ұшырылды.

Командалық және қызмет көрсету модулі

Аполлон ғарыш кемесінің басты бөлігі – Жер орбитасына, Айға қарай және Ай орбитасында ұшуға, сондай-ақ Жерге қайта оралуға арналған үш адамға шақталған аппарат еді. Ол Солтүстік Америка авиациясы (кейін Солтүстік Америка Роквелл) құрастырған, қызметтік модульмен жабдықталған басқару модулінен тұрды.

Командалық модуль (CM)

Командалық модуль «Аполлон» ғарыш кемесінің басқару орталығы және үш экипаж мүшесі үшін тұрғын жай болды. Ол қысыммен жабдықталған негізгі экипаж кабинасын, экипаж төсек-орындарын, басқару және аспаптар панелін, негізгі бағыттау, навигация және басқару жүйесін, байланыс жүйелерін, қоршаған ортаны басқару жүйесін, батареяларды, жылу қалқанын, ориентацияны басқару үшін реакциялық басқару жүйесін, алдыңғы доктандыру люгін, бүйір люгін, бес терезені және парашютпен құтылу жүйесін қамтиды. «Аполлон»/«Сатурн» ғарыш кемесінің Жерге толыққанды қайтып келген жалғыз бөлігі осы модуль болды.

Қызмет модулі (SM)

Қызметтік модуль қысымсыз болды және ішінде негізгі қызметтік қозғалтқыш, ай орбитасына кіру және одан шығу үшін қолданылатын гиперголикалық отын, ориентацияны басқару және жылжу мүмкіндігін қамтамасыз ететін реакциялық басқару жүйесі, сутек пен оттегі реактивтері бар отын ұяшықтары, ысықтың қалдықтарын ғарышқа шығаруға арналған радиаторлар және жоғары сезімталдық антеннасы орналасқан. Оттегі сонымен қатар тыныс алу үшін қолданылды, ал отын ұяшықтары ішуге арналған су және экологиялық бақылау үшін су өндірді. "Аполлон-15", "Аполлон-16" және "Аполлон-17" миссияларында ол карта түсіретін камерасы және Айды зерттеуге арналған шағын спутнигі бар ғылыми құралдар жиынтығын да алып жүрді. Қызметтік модульдің басым бөлігі отын мен негізгі ракеталық қозғалтқышқа берілген. Қайта-қайта іске қосыла алатын бұл қозғалтқыш "Аполлон" ғарыш кемесін ай орбитасына кіргізіп, одан шығарып, Жер мен Ай арасындағы бағытты түзету үшін пайдаланылды. Қызметтік модуль миссия бойына командалық модульға бекітіліп тұрды. Жер атмосферасына қайта кіруден бұрын ол бөлініп шығарылды.

Ай модулі (LM)

Аполлон Ай модулі Айға қонуға және Ай орбитасына оралуға арналған жеке көлік құралы болды және тек ғарыш кеңістігінде ұшқандықтан, ол алғашқы нағыз "ғарыш кемесі" атанды. Ол түсу және көтерілу сатыларынан тұрды. Аполлон 15, 16 және 17 миссияларында ол екі астронавттың өмірін 4-5 күнге дейін қамтамасыз етті. Ғарыш кемесін Grumman Aircraft Company компаниясы жобалап, өндірді. Түсу сатысында қону шассисі, қону радиолокациялық антеннасы, түсу қозғалтқыш жүйесі және Айға қонуға қажетті отын болды. Сондай-ақ, онда бірнеше жүк бөлімшелері бар еді, олардың ішінде: Аполлон Ай бетіндегі эксперименттер жиынтығы ALSEP, модульдік жабдық тасымалдағышы (MET) (Аполлон 14 миссиясында қолмен итермеленетін жабдықтар арбасы), Ай ровері (Аполлон 15, 16 және 17 миссиялары), жер бетіндегі теледидар камерасы, жер бетіндегі құралдар және ай үлгілерін жинауға арналған қораптар сақталды. Көтерілу сатысында экипаж кабинасы, аспаптар панелі, люк/қосылу порты, алдыңғы люк, оптикалық және электрондық навигация жүйелері, реакциялық басқару жүйесі, радар және байланыс антенналары, көтерілу ракеталық қозғалтқышы және Ай орбитасына оралу үшін, сондай-ақ Аполлон басқару және қызмет модульдерімен кездесуге қажетті отын болды.

Ғарыш кемесі Ай модулі адаптері (SLA)

Ғарыш кемесі–LM адаптері (SLA), North American Aviation (Rockwell) компаниясымен жасалған, сервистік модульді Сатурн S IVB зымыран сатысына жалғастыратын конустық алюминий құрылымы болды. Ол сондай-ақ LM-ді, қызмет көрсету жүйесі қозғалтқышының сопласын және ұшыру кезіндегі, атмосфера арқылы өрлеу кезіндегі ұшыру құралын сервистік модульге қосатын кабельді қорғады. SLA S IVB сатысының үстіндегі аспаптар блогына бекітілген төрт тұрақты 7 фут (2 м) панельден тұрды, олар шарнирлер арқылы төрт 21 фут (6 м) панельге жалғанған. Бұл панельдер гүлдің жапырақтары сияқты жоғарыдан ашылатын. SLA алюминийден жасалған ұялы материалдан құралған. SLA-ның сыртқы жағы жұқа тосқауыл қабатымен жабылған және ұшыру мен өрлеу кезінде жылулық стресті азайту үшін ақ түспен боялған. Сервистік модуль ұзын панельдердің үстіңгі жағындағы фланцқа бекітілді, ал SLA-ның көп рет қайталамалы пиротехникалық құрылғыларына қуат кабель арқылы берілді. S IVB сатысынан ажырау сәтсіздігі экипажды орбитада қалып қоюы мүмкін болғандықтан, ажырату жүйесі бірнеше сигнал жолдары, бірнеше детонаторлар және бірнеше жарылғыш зарядтарды қолданды. Бір зарядтың жарылуы, тіпті сол зарядтағы детонатор жұмыс істемесе де, басқа зарядты іске қосатын. Ғарышкерлер ғарышқа шыққаннан кейін басқару панеліндегі 'CSM/LV Sep' батырмасын басып, CSM-ді ұшыру құралынан ажыратты. SM мен SLA арасындағы фланцтың айналасындағы және төрт SLA панельдерінің арасындағы буындар бойымен детонациялық шнур тұтандырылды, бұл SM-ді босатып, панельдер арасындағы байланыстарды жарылды. SLA панельдерінің төменгі жағындағы екі рет қайталамалы пиротехникалық қозғалтқыштар оларды шарнирлердің айналасында секундтына 30–60 градус жылдамдықпен бұрды. Аполлон-7 барысындағы барлық ұшуларда SLA панельдері S IVB-ге шарнирлі түрде жалғанған күйде қалды және бастапқы жобаланғандай 45 градус бұрышқа ашылды. Бірақ Аполлон-7 экипажы S IVB/SLA-мен кездесуді жаттықтырғанда, бір панель толық 45 градусқа ашылмады, бұл айға сапар кезіндегі LM-ді ұстап алу және ажырату кезінде ғарыш кемесі мен SLA панельдерінің соқтығысуы мүмкін деген алаңдаушылықты тудырды. Уолли Ширра оны "Егіздер-9" бағдарламасынан "ашулы аллигаторға" теңеді. Бұл 45 градус бұрышта панельдерді босататын және оларды S IVB-ден шамамен 0,7 жылдамдықпен итеріп, ғарышкерлер CSM-ді алып кеткен кезде қауіпсіз қашықтықта қалдыратын серіппелі механизмді пайдалану арқылы қайта жобалауға әкелді, содан кейін CSM-ді 180 градусқа бұрып, LM-ді ұстап алу үшін қайта оралды. LM төменгі панельдердің айналасындағы төрт нүктеде SLA-ға жалғанған. Ғарышкерлер CSM-ді LM-ге жалғағаннан кейін, осы байланыстарды ажырату үшін зарядтарды жарытты, ал гильотина LM-ді аспаптар блогына қосатын кабельді кесіп тастады. Зарядтар жарылғаннан кейін серіппелер LM-ді S IVB-ден итерді, ал ғарышкерлер Айға сапарын жалғастыруға еркін болды.

Ұшырудан құтылу жүйесі (LES)

Аполлон ұшырудан құтылу жүйесін (LES) Lockheed Propulsion Company компаниясы жасады. Оның мақсаты – CM-ді (экипаж кабинасын) апат жағдайында ұшыру құралынан қашықтату арқылы миссияны тоқтату болды, мысалы, ұшыру алдындағы өрт, бағыттау қатесі немесе ұшыру құралының жарылысқа алып келуі мүмкін болатын ақауы. LES ұшыру құралының сыртымен өтетін үш сымнан тұрды. Кез келген екі сымның сигналдары жоғалған жағдайда, LES автоматты түрде іске қосылатын болды. Әлтернативті түрде, командир екі аударма басқару тұтқасының бірін пайдаланып жүйені қолмен іске қоса алатын, олар ұшыру үшін арнайы тоқтату режиміне ауыстырылған еді. Іске қосылған кезде LES қатты отынмен жұмыс істейтін құтылу ракетасын іске қосып, CM-ді апатқа ұшыраған ұшыру құралынан және оның жолынан ауыстыруға арналған канард жүйесін ашатын. Содан кейін LES бөлініп, CM парашютпен қондырылатын. Егер апат ұшыру алаңында болса, LES CM-ді парашюттардың қауіпсіз түрде ашылуына жеткілікті биіктікке көтеріп, жерге тиюден бұрын осыны қамтамасыз ететін. Апат болмаған жағдайда, LES ұшыру құралының екінші сатысының тұтануынан кейін 20 немесе 30 секундтан кейін Thiokol Chemical Company компаниясы жасаған жеке қатты отындық ракеталық қозғалтқыш арқылы әдетте бөлініп тасталатын. Осы уақыттан кейінгі тоқтату режимдері LES-сіз жүзеге асырылатын. LES төрт пилотсыз Аполлон ғарыш сапарында және он бес пилотты Аполлон, Скайлаб және Аполлон-Союз сынақ жобасы ғарыш сапарында тасымалданды, бірақ ешқашан қолданылмады.

Негізгі компоненттері

Мұрындық конус және Q шар ЛЭС-тің мұрындық конусы "Q шар" деп аталатын құрылымда 8 қысымды өлшейтін пито түтіктерінің жиынтығын қамтиды. Бұл сенсорлар басқару компьютеріне (CM) және Сатурн ұшыру құралының басқару компьютеріне қосылды, бұл атмосфералық ұшу кезінде динамикалық қысымды (q) және тоқтату жағдайында шабуыл бұрышын есептеуге мүмкіндік берді. Q шар қақпағы Пенополистиролдан жасалған қақпақ, ұшырудан бірнеше секунд бұрын алынып тасталды, пито түтіктерін сынықтармен бітеуден қорғады. Қақпақ тігінен екіге бөлінді және резеңке лентамен бірге ұсталып тұрды. Резеңке лентаның арасына пышақ орнатылды. Сым кабель пышақтың жоғарғы және төменгі бөлігіне, сондай-ақ қақпақтың екі жартысына қосылды. Кабель ұшыру мұнарасының (LUT) жоғарғы жағындағы балғалы кранның шкиві арқылы, 360 фут (110 м) биіктігіндегі LUT-тің оң жағындағы түтікке бағытталды. Кабель түтікшедегі цилиндрлі салмаққа қосылды. Салмақ пневматикалық электромагниттік клапанмен басқарылатын рычагқа сүйенді. Клапанды Бақылау орталығынан (LCC) іске қосқанда, 600 PSI GN2 (азот газы) пневматикалық қысымы рычагты төмен бұрып, салмақтың түтікшеге түсуіне мүмкіндік берді. Түскен салмақ кабельді тартып, резеңке лентаны кесетін пышақты тартып, кабель қақпақтың жартыларын ұшыру құралынан алыстатты. Бұл қауіпсіздік жүйесінің артық инженерленгендігінің себебі, Q шар деректеріне тәуелді болатын ұшырудан құтылу жүйесі ұшырудан 5 минут бұрын қаруланғандықтан, Q шар қақпағын кері тарту өте маңызды болды. Канард жинағы және пик моторы Бұл екеуі бірігіп, авариялық жағдайда CM-ді тік сызықтан және жаққа бағыттап, басқа бағытқа бұру үшін жұмыс істеді. Бұл CM-ді жарылған ұшыру құралының ұшу жолынан шығарады. Сондай-ақ, бұл CM-ді кез келген ұшыру алаңындағы өрттен алшақ, ортасынан емес, жағына қонуға бағыттайды. Ұшырудан құтылу қозғалтқышы Конустық кабинаның астына орнатылған төрт шығару соплосы бар ұзын түтікшедегі негізгі қатты отынды зымыран қозғалтқышы. Бұл CM-ді ұшыру кезіндегі авариялық жағдайдан жылдам шығарады. Мұнараны тастау қозғалтқышы Құтылу қозғалтқышының үстіндегі түтікшеге орнатылған екі шығару соплосы бар кішкентай қатты отынды қозғалтқыш. Бұл екінші сатының тұтанғаннан кейін қажет болмаған кезде бүкіл Ұшырудан құтылу жүйесін тастап жіберді. Ұшырудан құтылу мұнарасы Құтылу қозғалтқышының кабинасын CM-ге бекітетін түтіктердің торлы құрылымы. Қорғаныш қақпағы CM-нің парашют бөлімін қорғайтын және соғу туннелі мен зондқа тегіс аэродинамикалық қақпақ беретін қуыс конустық шыныдан жасалған құрылым. ЛЭС-тің алғашқы ұшу сынақтары кезінде құтылу қозғалтқышының шығару газынан ұшқыштың терезелерінің эрозиясы анықталғаннан кейін, CM-нің бүкіл жоғарғы бетін қоршап тұратын артқы қорғаныш қақпағы қосылды.

Ғарыш кемелерінің қазіргі орналасуы

Барлық басқару модульдерінің және барлық ұшырылмаған қызметтік модульдердің тағдыры Аполлон басқару және қызметтік модулі#CSM-де тізімделген. Барлық ұшқан қызметтік модульдер миссиялар аяқталғаннан кейін Жер атмосферасында жанып кетті. Барлық ай модульдерінің тағдыры Аполлон ай модулі#Ай модульдері жасалды деген бетте көрсетілген.