Введение
Командно-сервисный модуль (CSM) — один из двух основных компонентов космического корабля США «Аполлон», использованного в программе «Аполлон», в рамках которой астронавты высадились на Луну в период с 1969 по 1972 год. CSM функционировал как материнский корабль, доставлявший экипаж из трёх астронавтов и второй космический корабль «Аполлон» — лунный модуль — на лунную орбиту и возвращавший астронавтов на Землю. Он состоял из двух частей: конического командного модуля, представлявшего собой кабину для экипажа и оборудования, необходимого для входа в атмосферу и приводнения; и цилиндрического сервисного модуля, обеспечивавшего двигательную установку, электроэнергию и хранение различных расходных материалов, необходимых в ходе миссии. Пуповина обеспечивала передачу энергии и расходных материалов между двумя модулями. Непосредственно перед входом командного модуля в атмосферу при возвращении на Землю, пуповина разъединялась, а сервисный модуль отбрасывался и сгорал в атмосфере. Разработка и строительство CSM для NASA компанией North American Aviation начались в ноябре 1961 года. Изначально он проектировался для посадки на Луну на посадочной ступени ракеты-носителя и возвращения всех трёх астронавтов в рамках прямой миссии, не использующей отдельный лунный модуль, и, следовательно, не предусматривал возможности стыковки с другим космическим аппаратом. Это, а также другие необходимые изменения в конструкции, привели к решению разработать две версии CSM: блок I предназначался для беспилотных миссий и одного пилотируемого орбитального полёта вокруг Земли («Аполлон-1»), в то время как более совершенный блок II разрабатывался для использования с лунным модулем. Полёт «Аполлона-1» был отменён после пожара в кабине, в результате которого экипаж погиб и командный модуль был уничтожен во время предстартовой проверки. Устранение проблем, вызвавших пожар, было применено к космическому кораблю блока II, который использовался во всех пилотируемых космических полётах. В космос было запущено 19 CSM. Из них девять доставили людей на Луну в период с 1968 по 1972 год, а ещё два совершили пилотируемые испытательные полёты на низкой околоземной орбите, все в рамках программы «Аполлон». До этого четыре CSM совершили беспилотные испытательные полёты, два из которых были суборбитальными, а два — орбитальными. После завершения программы «Аполлон» в 1973–1974 годах три CSM доставили астронавтов на орбитальную космическую станцию «Скайлэб». Наконец, в 1975 году последний запущенный CSM состыковался с советским кораблём «Союз-19» в рамках международного проекта «Аполлон — Союз».
The Apollo command and service module (CSM) was one of two principal components of the United States Apollo spacecraft, used for the Apollo program, which landed astronauts on the Moon between 1969 and 1972. The CSM functioned as a mother ship, which carried a crew of three astronauts and the second Apollo spacecraft, the Apollo Lunar Module, to lunar orbit, and brought the astronauts back to Earth. It consisted of two parts: the conical command module, a cabin that housed the crew and carried equipment needed for atmospheric reentry and splashdown; and the cylindrical service module which provided propulsion, electrical power and storage for various consumables required during a mission. An umbilical connection transferred power and consumables between the two modules. Just before reentry of the command module on the return home, the umbilical connection was severed and the service module was cast off and allowed to burn up in the atmosphere. The CSM was developed and built for NASA by North American Aviation starting in November 1961. It was initially designed to land on the Moon atop a landing rocket stage and return all three astronauts on a direct ascent mission, which would not use a separate lunar module, and thus had no provisions for docking with another spacecraft. This, plus other required design changes, led to the decision to design two versions of the CSM: Block I was to be used for uncrewed missions and a single crewed Earth orbit flight (Apollo 1), while the more advanced Block II was designed for use with the lunar module. The Apollo 1 flight was cancelled after a cabin fire killed the crew and destroyed their command module during a launch rehearsal test. Corrections of the problems which caused the fire were applied to the Block II spacecraft, which was used for all crewed spaceflights. Nineteen CSMs were launched into space. Of these, nine flew humans to the Moon between 1968 and 1972, and another two performed crewed test flights in low Earth orbit, all as part of the Apollo program. Before these, another four CSMs had flown as uncrewed Apollo tests, of which two were suborbital flights and another two were orbital flights. Following the conclusion of the Apollo program and during 1973–1974, three CSMs ferried astronauts to the orbital Skylab space station. Finally in 1975, the last flown CSM docked with the Soviet craft Soyuz 19 as part of the international Apollo–Soyuz Test Project.
До Аполлона
Концепции продвинутого пилотируемого космического корабля начали разрабатываться еще до объявления цели высадки на Луну. Этот трехместный аппарат предназначался главным образом для орбитальных полетов вокруг Земли. Он должен был включать в себя большой герметичный вспомогательный орбитальный модуль, в котором экипаж мог бы жить и работать неделями. В этом модуле они выполняли бы задачи, аналогичные работе на космической станции, а в более поздних версиях модуль использовался бы для доставки грузов на орбитальные станции. Космический корабль должен был обслуживать проект «Олимп» (LORL) – складную вращающуюся космическую станцию, запускаемую одной ракетой «Сатурн-V». В дальнейшем планировалось использовать его для окололунных полетов, а также в качестве основы для лунного корабля прямой посадки и для межпланетных миссий. В конце 1960 года NASA обратилось к американской промышленности с просьбой представить проекты этого аппарата. 25 мая 1961 года президент Джон Ф. Кеннеди объявил о цели высадки на Луну до 1970 года, что немедленно сделало планы NASA по станции «Олимп» неактуальными.
История развития
Когда НАСА 28 ноября 1961 года заключило первоначальный контракт на программу «Аполлон» с компанией North American Aviation, все еще предполагалось, что посадка на Луну будет осуществлена методом прямого взлета, а не сближения на лунной орбите. Поэтому проектирование велось без предусмотренных средств стыковки командного модуля с лунным посадочным модулем (LEM). Однако переход к схеме сближения на лунной орбите, а также ряд технических проблем, возникших в некоторых подсистемах (например, в системе жизнеобеспечения), вскоре показали, что потребуется существенная переработка проекта. В 1963 году НАСА решило, что наиболее эффективным способом удержать программу в графике является продолжение разработки в двух модификациях: блок I должен был продолжить предварительное проектирование и использоваться только для первых испытательных полетов на низкой околоземной орбите. Блок II представлял собой версию, способную к полетам на Луну, включая стыковочный люк и включающий в себя снижение веса и опыт, полученный при разработке блока I. Детальное проектирование возможности стыковки зависело от конструкции LEM, контракт на разработку которой был заключен с компанией Grumman Aircraft Engineering. К январю 1964 года North American начала представлять детали проекта блока II в НАСА. Космические аппараты блока I использовались для всех беспилотных испытательных полетов на ракетах Saturn 1B и Saturn V. Первоначально планировалось два пилотируемых полета, но в конце 1966 года их количество сократили до одного. Эта миссия, получившая обозначение AS 204, но названная экипажем «Аполлон-1», была запланирована на 21 февраля 1967 года. Во время предстартовой тренировки 27 января все три астронавта (Гас Гриссом, Эд Уайт и Роджер Чаффи) погибли в результате пожара в кабине, который выявил серьезные недостатки в проектировании, строительстве и обслуживании аппаратов блока I, многие из которых были перенесены на строящиеся в то время командные модули блока II. После тщательного расследования, проведенного комиссией по рассмотрению проекта «Аполлон-204», было принято решение прекратить пилотируемую фазу блока I и переопределить блок II с учетом рекомендаций комиссии. Блок II включал в себя переработанную конструкцию теплового щита командного модуля, которая была испытана во время беспилотных полетов «Аполлон-4» и «Аполлон-6», поэтому первый полностью собранный космический аппарат блока II совершил свой первый пилотируемый полет в миссии «Аполлон-7». Оба блока были в целом схожи по габаритам, но ряд улучшений конструкции привел к снижению веса блока II. Кроме того, топливные баки сервисного модуля блока I были немного больше, чем в блоке II. Вес космического корабля «Аполлон-1» составлял приблизительно [значение веса], а блока II «Аполлон-7» – [значение веса]. (Эти два орбитальных аппарата были легче, чем корабли, которые впоследствии отправились на Луну, поскольку они несли топливо только в одном наборе баков и не имели высокочастотной S-диапазонной антенны). В приведенных ниже спецификациях, если не указано иное, все указанные веса относятся к космическому кораблю блока II. Общая стоимость разработки и производства CSM составила 36,9 миллиарда долларов США в ценах 2016 года, скорректированная с номинальной суммы в 3,7 миллиарда долларов США с использованием индексов инфляции NASA New Start.
Block I would continue the preliminary design, to be used for early low Earth orbit test flights only. Block II would be the lunar capable version, including a docking hatch and incorporating weight reduction and lessons learned in Block I. Detailed design of the docking capability depended on design of the LEM, which was contracted to Grumman Aircraft Engineering. By January 1964, North American started presenting Block II design details to NASA. Block I spacecraft were used for all uncrewed Saturn 1B and Saturn V test flights. Initially two crewed flights were planned, but this was reduced to one in late 1966. This mission, designated AS 204 but named Apollo 1 by its flight crew, was planned for launch on February 21, 1967. During a dress rehearsal for the launch on January 27, all three astronauts (Gus Grissom, Ed White and Roger Chaffee) were killed in a cabin fire, which revealed serious design, construction and maintenance shortcomings in Block I, many of which had been carried over into Block II command modules being built at the time. After a thorough investigation by the Apollo 204 Review Board, it was decided to terminate the crewed Block I phase and redefine Block II to incorporate the review board's recommendations. Block II incorporated a revised CM heat shield design, which was tested on the uncrewed Apollo 4 and Apollo 6 flights, so the first all up Block II spacecraft flew on the first crewed mission, Apollo 7. The two blocks were essentially similar in overall dimensions, but several design improvements resulted in weight reduction in Block II. Also, the Block I service module propellant tanks were slightly larger than in Block II. The Apollo 1 spacecraft weighed approximately , while the Block II Apollo 7 weighed (These two Earth orbital craft were lighter than the craft which later went to the Moon, as they carried propellant in only one set of tanks, and did not carry the high gain S band antenna.) In the specifications given below, unless otherwise noted, all weights given are for the Block II spacecraft. The total cost of the CSM for development and the units produced was $36.9 billion in 2016 dollars, adjusted from a nominal total of $3.7 billion using the NASA New Start Inflation Indices.
Командный модуль (CM)
Командный модуль имел форму усечённого конуса (фрустума) с диаметром основания 3,66 метра и высотой 3,35 метра, включая стыковочный зонд и дисковидный афтерный тепловой щит. В переднем отсеке располагались два двигателя системы управления реакцией, стыковочный туннель и система посадки на Землю. Внутренний герметичный корпус вмещал жилые помещения экипажа, отсеки оборудования, органы управления и приборы отображения, а также множество систем космического корабля. В заднем отсеке находились 10 двигателей системы управления реакцией и связанные с ними баки с топливом, баки с пресной водой и кабели связи КА.
Строительство
Командный модуль был построен на заводе North American в Дауни, Калифорния, и состоял из двух основных структур, соединенных вместе: внутренней структуры (напорная оболочка) и внешней структуры. Внутренняя структура представляла собой алюминиевую сэндвич-конструкцию, состоящую из сварного алюминиевого внутреннего покрытия, алюминиевого сотового заполнителя, приклеенного к нему, и наружного облицовочного слоя. Толщина сотовой структуры варьировалась от примерно [значение] у основания до примерно [значение] в районе переднего доступа. Эта внутренняя структура являлась герметичным отсеком для экипажа. Внешняя структура была изготовлена из нержавеющей стали с сотовым заполнителем, припаянным между листами из стального сплава. Ее толщина варьировалась от 1,27 см до 6,35 см. Часть пространства между внутренней и внешней оболочками была заполнена слоем теплоизоляции из стекловолокна для дополнительной тепловой защиты.
Теплозащита (тепловая защита)
Абляционный тепловой щит на внешней стороне КМ защищал капсулу от жара при входе в атмосферу, которого достаточно, чтобы расплавить большинство металлов. Этот тепловой щит состоял из фенолформальдегидной смолы. Во время входа в атмосферу этот материал обугливался и расплавлялся, поглощая и унося с собой интенсивный жар в процессе. Тепловой щит имеет несколько внешних покрытий: уплотнение пор, влагозащитный барьер (белое отражающее покрытие) и серебристое тепловое покрытие из майлара, напоминающее алюминиевую фольгу. Толщина теплового щита варьировалась от в кормовой части (основание капсулы, которое было обращено вперед во время входа в атмосферу) до в отсеке экипажа и передних частях. Общий вес щита составлял около . ). Затем капсулой управляли, поворачивая её с помощью двигателей; когда руление не требовалось, капсула медленно вращалась, и эффект подъёмной силы компенсировался. Эта система значительно снижала перегрузку, испытываемую астронавтами, обеспечивала разумный контроль направления и позволяла нацелить точку приводного устройства капсулы в пределах нескольких миль. На высоте 24000 футов (7315 м) передний тепловой щит был сброшен с помощью четырех пружин сжатия, работающих на сжатом газе. Затем были выпущены тормозные парашюты, замедлившие космический аппарат до . На высоте 10700 футов (3261 м) тормозные парашюты были сброшены и выпущены пилотные парашюты, которые вытянули основные парашюты. Они замедлили КМ до для приводнения. Часть капсулы, которая первой соприкасалась с водной поверхностью, содержала четыре деформируемых ребра для дальнейшего смягчения удара. Командный модуль мог безопасно спускаться на парашютах в океан только с двумя выпущенными парашютами (как это произошло на "Аполлоне-15"), а третий парашют являлся мерой предосторожности.
Система управления реакцией
Система управления положением командного модуля состояла из двенадцати двигателей управления ориентацией, десять из которых располагались в кормовом отсеке и два – в носовом отсеке. Питание двигателей осуществлялось из четырех баков, содержащих монометилгидразин и тетроксид азота в качестве окислителя, а также гелий, хранившийся под давлением в двух баках.
Люки
Передний стыковочный люк был установлен в верхней части стыковочного туннеля. Его диаметр составлял , а вес – , он был изготовлен из двух обработанных колец, соединенных сваркой с панелью сотовой структуры, спаянной по краям. Наружная сторона была покрыта слоем теплоизоляции и слоем алюминиевой фольги. Люк фиксировался в шести точках и приводился в действие ручкой насоса. В центре люка находился клапан, использовавшийся для выравнивания давления между туннелем и КМ, чтобы люк можно было снять. Унифицированный люк экипажа (UCH) имел высоту , ширину и вес . Он приводился в действие ручкой насоса, которая посредством храпового механизма одновременно открывала или закрывала пятнадцать защелок.
Соединение
Головка зонда, расположенная в командном модуле, была самоцентрирующейся и установлена на карданном подвесе к поршню зонда. При входе головки зонда в отверстие воронкообразного улавливателя, три пружинных защелки утопились и зафиксировались. Эти защелки обеспечивали так называемое "мягкое соприкосновение" и позволяли затухнуть колебаниям по тангажу и рысканию в обоих аппаратах. Чрезмерное движение аппаратов во время "жесткой стыковки" могло повредить стыковочное кольцо и создать напряжение в верхнем туннеле. Утопленная блокирующая тяга на каждой защелке позволяла пружинной катушке двигаться вперед, удерживая рычажный механизм в зафиксированном положении за центром. В верхней части туннеля лунного модуля воронкообразный улавливатель, изготовленный из алюминиевой сотовой структуры толщиной 2,5 см с алюминиевыми обшивками спереди и сзади, служил для приема захватывающих защелок головки зонда.
Снижение
После первоначального захвата и стабилизации аппаратов, зонд мог создавать силу сближения для их соединения. Эта сила генерировалась давлением газа, воздействующим на центральный поршень внутри цилиндра зонда. Отход поршня сжимал уплотнения зонда и интерфейса и приводил в действие 12 автоматических кольцевых защелок, расположенных радиально вокруг внутренней поверхности стыковочного кольца CSM. После каждого жесткого стыкования защелки вручную взводились астронавтом в стыковочном туннеле (лунные миссии требовали двух стыковок).
Разделение
Автоматическая выдвижная защелка, прикрепленная к корпусу цилиндра зонда, включала и удерживала центральный поршень зонда в втянутом положении. Перед отделением корабля на лунной орбите было выполнено ручное взведение двенадцати кольцевых фиксаторов. Сила разделения от внутреннего давления в туннельном отсеке затем передавалась от кольцевых фиксаторов к зонду и улавливателю. При расстыковке освобождение захватных защелок осуществлялось путем подачи электропитания на тандемно установленные DC вращающиеся соленоиды, расположенные в центральном поршне. В условиях пониженной температуры, единая операция ручного освобождения двигателя выполнялась в лунном модуле путем нажатия на блокировочный шпиндель через отверстие в головной части зонда, в то время как освобождение от командного модуля осуществлялось вращением ручки освобождения на задней части зонда для ручного вращения вала момента двигателя. Когда командный и лунный модули разделились окончательно, зонд и переднее стыковочное кольцо были разделены пиротехническим способом, оставив все стыковочное оборудование прикрепленным к лунному модулю. В случае аварии во время запуска с Земли, та же система взрывом отделила бы стыковочное кольцо и зонд от командного модуля при его отделении от защитного кожуха.
Строительство
Модуль обслуживания представлял собой негерметичную цилиндрическую конструкцию диаметром 12 футов (4 м) и длиной 14 футов (4 м). Сопло двигателя и тепловой щит увеличивали общую высоту до 24 футов (7 м). Внутреннее устройство имело простую структуру, состоящую из центрального туннельного отсека диаметром, окруженного шестью секторами в форме клина. Секторы были увенчаны передней переборкой и обтекателем, разделенными шестью радиальными балками, покрытыми снаружи четырьмя сотовыми панелями и поддерживаемыми кормовой переборкой и тепловым щитом двигателя. Углы секторов не были все равны 60°, а варьировались в зависимости от требуемого размера. Сектор 1 (50°) изначально не использовался, поэтому он был заполнен балластом для поддержания центра тяжести модуля обслуживания. На последних трех лунных экспедициях (класс I J) он нес научный приборный модуль (SIM) с мощной камерой с большим фокусным расстоянием Itek, первоначально разработанной для разведывательных самолетов Lockheed U-2 и SR-71. Камера фотографировала Луну; если бы ступень S IVB не сработала, и CSM не покинул околоземную орбиту, астронавты использовали бы ее для съемки Земли. SIM также включал другие датчики и суборбитальный аппарат. Сектор 2 (70°) содержал накопительный бак окислителя системы двигательного привода (SPS), названный так потому, что он напрямую подавал окислитель в двигатель и постоянно пополнялся из отдельного хранилища, пока последнее не опустело. Накопительный бак представлял собой цилиндр с полусферическими торцами, высотой, диаметром и содержал окислителя. Его общий объем составлял . Сектор 3 (60°) содержал хранилище окислителя SPS, имевшее ту же форму, что и накопительный бак, но немного меньшие размеры – высотой и диаметром, и вмещало окислителя. Его общий объем составлял . Сектор 4 (50°) содержал топливные элементы электрической системы (EPS) с их водородными и кислородными реагентами. Сектор 5 (70°) содержал накопительный бак топлива SPS. Он был такого же размера, как и накопительный бак окислителя, и вмещал топлива. Сектор 6 (60°) содержал хранилище топлива SPS, также такого же размера, как и хранилище окислителя. В нем находилось топлива. Передний обтекатель длиной 1 фут (0 м) размещал компьютер системы управления реакцией (RCS), блок распределения электроэнергии, контроллер системы жизнеобеспечения (ECS), контроллер разделения и компоненты высокочастотной антенны, включая восемь радиаторов EPS и соединительный рукав, содержащий основные электрические и трубопроводные соединения с командным модулем. На внешней стороне обтекателя располагался выдвижной прожектор, направленный вперед; прожектор для внекорабельной деятельности (EVA) для помощи пилоту командного модуля в извлечении пленки SIM; и мигающий маяк сближения, видимый с расстояния в качестве навигационной помощи для сближения с лунным модулем. Модуль обслуживания был соединен с командным модулем тремя натяжными связями и шестью компрессионными площадками. Натяжные связи представляли собой полосы из нержавеющей стали, прикрепленные болтами к кормовому тепловому щиту командного модуля. Он оставался прикрепленным к командному модулю на протяжении большей части миссии, пока не был отброшен непосредственно перед входом в атмосферу Земли. При отбрасывании соединения командного модуля с соединительным рукавом были перерезаны пиротехническим гильотиновым механизмом. После отбрасывания кормовые двигатели модуля обслуживания автоматически работали непрерывно, чтобы увеличить расстояние между ним и командным модулем, пока не закончилось топливо RCS или энергия топливных элементов. Также на протяжении пяти секунд включались двигатели ориентации, чтобы обеспечить движение по отличной траектории от командного модуля и более быстрое разрушение при повторном входе в атмосферу.
Sector 3 (60°) contained the SPS oxidizer storage tank, which was the same shape as the sump tank but slightly smaller at high and in diameter, and held of oxidizer. Its total volume was
Sector 4 (50°) contained the electrical power system (EPS) fuel cells with their hydrogen and oxygen reactants. Sector 5 (70°) contained the SPS fuel sump tank. This was the same size as the oxidizer sump tank and held of fuel. Sector 6 (60°) contained the SPS fuel storage tank, also the same size as the oxidizer storage tank. It held of fuel. The forward fairing measured 1 feet (0 m) long and housed the reaction control system (RCS) computer, power distribution block, ECS controller, separation controller, and components for the high gain antenna, and included eight EPS radiators and the umbilical connection arm containing the main electrical and plumbing connections to the CM. The fairing externally contained a retractable forward facing spotlight; an EVA floodlight to aid the command module pilot in SIM film retrieval; and a flashing rendezvous beacon visible from away as a navigation aid for rendezvous with the LM. The SM was connected to the CM using three tension ties and six compression pads. The tension ties were stainless steel straps bolted to the CM's aft heat shield. It remained attached to the command module throughout most of the mission, until being jettisoned just prior to re entry into the Earth's atmosphere. At jettison, the CM umbilical connections were cut using a pyrotechnic activated guillotine assembly. Following jettison, the SM aft translation thrusters automatically fired continuously to distance it from the CM, until either the RCS fuel or the fuel cell power was depleted. The roll thrusters were also fired for five seconds to make sure it followed a different trajectory from the CM and faster break up on re entry.
Служебная система привода
Двигатель системы управления полетом (SPS) был первоначально разработан для подъема командного модуля (CSM) с поверхности Луны в режиме прямого восхождения. Был выбран двигатель AJ10 137, использующий аэрозин 50 в качестве топлива и тетроксид азота (N2O4) в качестве окислителя для создания тяги. В апреле 1962 года с компанией Aerojet General был заключен контракт на разработку двигателя, что привело к уровню тяги, вдвое превышающему необходимый для выполнения выбранного в июле того же года режима миссии «встреча на лунной орбите» (LOR). Фактически двигатель использовался для коррекции курса между Землей и Луной, а также для вывода и схода с лунной орбиты. Он также служил в качестве тормозного двигателя для выполнения импульса торможения при спуске с орбиты Земли. Компоненты топлива подавались в двигатель под давлением газообразного гелия в , хранившегося в двух сферических резервуарах диаметром . Выхлопное сопло имело длину и ширину в основании. Оно было установлено на двух карданных подвесах для поддержания вектора тяги, направленного в центр масс космического аппарата во время работы SPS. Камера сгорания и резервуары под давлением размещались в центральном туннеле.
Система управления реакцией
Четыре кластера по четырем двигателям системы управления реакцией (RCS) (известные как "квадролистые") были установлены вокруг верхней секции SM с интервалом в 90°. Шестнадцать двигателей обеспечивали управление вращением и перемещением по всем трем осям космического аппарата. Каждый двигатель R 4D имел длину и диаметр, создавал тягу и использовал монометилгидразин (MMH) с гелиевой подачей в качестве топлива и тетраоксид азота (NTO) в качестве окислителя. Каждый квадролистый узел имел собственные резервуары для топлива, окислителя и гелия, установленные внутри обшивной панели. В основном резервуаре топлива (MMH) содержалось ; во вспомогательном резервуаре топлива содержалось ; в основном резервуаре окислителя содержалось, а во вспомогательном резервуаре окислителя содержалось. Давление в топливных баках поддерживалось из единого резервуара, содержащего жидкого гелия. Четыре полностью независимых кластера RCS обеспечивали резервирование; для полного управления ориентацией было достаточно двух соседних рабочих блоков.
Система связи
Для связи на короткие расстояния между CSM и LM использовались две ВЧ-антенны типа "симитар", установленные на SM непосредственно над радиаторами ECS. Изначально эти антенны располагались на командном модуле Блока I и выполняли двойную функцию – служили аэродинамическими стабилизаторами для удержания капсулы после аварийного прерывания запуска. Когда необходимость в этой функции отпала, антенны были перенесены на сервисный модуль Блока II. На кормовой переборке был установлен поворотный унифицированный антенный комплекс S-диапазона с высоким коэффициентом усиления для связи на большие расстояния с Землей. Он представлял собой систему из четырех отражателей определенного диаметра, окружающих один квадратный отражатель. Во время запуска он складывался параллельно основному двигателю, чтобы поместиться внутри адаптера космического корабля к лунному модулю (SLA). После отделения CSM от SLA он разворачивался под прямым углом к SM. Четыре всенаправленные антенны S-диапазона на CM использовались в тех случаях, когда ориентация CSM препятствовала наведению антенны с высоким коэффициентом усиления на Землю. Эти антенны также применялись в период между сбросом SM и посадкой.
Изменения для миссий Saturn IB
Полезная нагрузка ракеты-носителя Saturn IB, использовавшейся для запуска миссий на низкой околоземной орбите (Аполлон-1 (планировался), Аполлон-7, Skylab-2, Skylab-3, Skylab-4 и Apollo-Союз), не могла обеспечить подъем массы полностью заправленного CSM. Это не представляло проблемы, поскольку потребность космического корабля в изменении скорости (дельта-v) для этих миссий была значительно меньше, чем для лунной миссии. Поэтому их можно было запускать с менее чем половиной полного запаса топлива SPS, заполняя только отстойные баки SPS и оставляя основные топливные баки пустыми. Масса CSM, запускаемых на орбиту с помощью Saturn IB, варьировалась от (Apollo-Союз) до (Skylab-4). Для связи с Землей во время орбитальных миссий всенаправленных антенн было достаточно, поэтому высокочастотную антенну S-диапазона на SM исключили из состава Apollo 1, Apollo 7 и трех полетов Skylab. Её вернули для миссии Apollo-Союз, чтобы обеспечить связь через спутник ATS 6 на геостационарной орбите – экспериментальный предшественник современной системы TDRSS. В рамках миссий Skylab и Apollo-Союз удалось снизить сухую массу, удалив пустые баки для хранения топлива и окислителя (оставив частично заполненные отстойные баки), а также один из двух баков с гелием. Это позволило добавить дополнительное топливо для реактивной системы управления (РКС) для использования в качестве резервного варианта при маневре схода с орбиты в случае возможного отказа SPS. Поскольку космические корабли для миссий Skylab большую часть времени не были бы заняты экипажем, потребность в энергии была ниже, поэтому один из трех топливных элементов был удален из этих SM. Командный модуль также был частично окрашен в белый цвет для обеспечения пассивного теплового контроля в течение длительного времени пребывания на орбите. Командный модуль можно было модифицировать для перевозки дополнительных астронавтов, установив дополнительные сиденья в заднем отсеке оборудования. CM 119 был оборудован двумя дополнительными сиденьями в качестве спасательного корабля Skylab, который так и не был использован.
Командный модуль
В блоке II использовался цельный быстроразъемный люк, открывающийся наружу, вместо двухсекционного люка, использовавшегося в блоке I, где внутреннюю часть приходилось откручивать и помещать внутрь кабины для входа или выхода из космического корабля (недостаток, который стал роковым для экипажа "Аполлона-1"). Люк блока II можно было быстро открыть в случае аварийной ситуации. (Оба варианта люков были закрыты дополнительной съемной секцией защитного кожуха, окружавшего КМ для защиты при аварийном прекращении запуска.) Передний аварийный туннель блока I был меньше, чем у блока II, и предназначался только для аварийной эвакуации экипажа после приводнения в случае проблем с основным люком. Во время полета он был закрыт носовой частью переднего теплового щита. Блок II имел более короткий передний тепловой щит с плоским съемным люком, расположенным под стыковочным кольцом и механизмом захвата, который фиксировал LM. Алюминизированный слой пленки PET, придающий тепловому щиту блока II блестящий зеркальный вид, отсутствовал в блоке I, обнажая светло-серый эпоксидный материал, который на некоторых полетах окрашивался в белый цвет. ВЧ-антенны типа "скимтар" блока I располагались в двух полукруглых килях, которые изначально считались необходимыми для стабилизации КМ при входе в атмосферу. Однако беспилотные испытания показали, что они не нужны для стабильности, а также аэродинамически неэффективны на высоких скоростях, имитирующих лунное возвращение. Поэтому кили были удалены из блока II, а антенны перенесены в служебный модуль. Пуповинный разъем КМ/СМ блока I был меньше, чем у блока II, и располагался рядом с люком экипажа, а не почти на 180 градусов от него. Точка разделения находилась между модулями, а не на большой шарнирной руке, установленной на служебном модуле, которая отделяла модули по боковой стенке КМ в блоке II. Два двигателя RCS с отрицательным углом наклона, расположенные в переднем отсеке, были расположены вертикально в блоке I и горизонтально в блоке II.
Модуль обслуживания
На беспилотном полете "Аполлон-6" (Блок I) служебный модуль (SM) был окрашен в белый цвет, чтобы соответствовать внешнему виду командного модуля. На "Аполлоне-1", "Аполлоне-4" и на всех космических аппаратах Блока II стены SM оставались неокрашенными, за исключением радиаторов EPS и ECS, которые были белыми. Радиаторы EPS и ECS были переработаны для Блока II. В Блоке I было три больших радиатора EPS, расположенных в секторах 1 и 4. Радиаторы ECS располагались в кормовой части секторов 2 и 5. Топливные элементы Блока I находились в кормовой переборке в секторе 4, а их водородные и кислородные баки – в секторе 1. Блок I имел немного более длинные баки топлива и окислителя для SPS, вмещавшие большее количество топлива, чем Блок II. Задний теплозащитный экран Блока II имел прямоугольную форму со слегка закругленными углами в секторах топливных баков. Щит Блока I имел ту же основную форму, но слегка выпуклость ближе к концам, напоминая песочные часы или цифру восемь, чтобы обеспечить большую площадь покрытия баков.
Производимые CSM
Серийный номер Название Использование Дата запуска Текущее местоположение Изображение Блок I CSM 001 Испытательный аппарат для проверки совместимости систем отменен CSM 002 A 004 полет 20 января 1966 Командный модуль экспонируется в Cradle of Aviation, Лонг-Айленд, Нью-Йорк CSM 004 Статические и термические наземные испытания конструкции отменен Прошел испытания для Skylab в Климатической лаборатории Маккинли, авиабаза Эглин, Флорида, 1971–1973. Командный модуль экспонируется в Музее полетов, Сиэтл, Вашингтон CSM 008 Космический корабль полных систем, использовавшийся в тепловакуумных испытаниях отменен CSM 009 AS 201 летные и сбросные испытания 26 февраля 1966 Командный модуль экспонируется в Стратегическом музее воздушно-космической техники, рядом с авиабазой Оффатт в Эшленде, штат Небраска CSM 010 Термические испытания (командный модуль переобозначен как CM 004A / BP 27 для динамических испытаний); сервисный модуль так и не был завершен CSM 012 Apollo 1; командный модуль был серьезно поврежден в пожаре Apollo 1 Командный модуль хранится в Исследовательском центре Лэнгли, Хэмптон, штат Вирджиния; трехсекционный люк экспонируется в Космическом центре Кеннеди; сервисный модуль отменен CSM 014 Командный модуль был разобран в рамках расследования Apollo 1. Сервисный модуль (SM 014) использовался в миссии Apollo 6. Командный модуль (CM 014) позже модифицирован и использовался для наземных испытаний (как CM 014A). Утилизирован в мае 1977 года. CSM 017 CM 017 летал на Apollo 4 с SM 020 после того, как SM 017 был уничтожен взрывом топливного бака во время наземных испытаний. 9 ноября 1967 года Командный модуль экспонируется в Космическом центре Стеннис, Бей-Сент-Луис, Миссисипи CSM 020 CM 020 совершил полет на Apollo 6 с SM 014. CSM 098 2TV 1 (Block II Thermal Vacuum no.1) использовался в тепловакуумных испытаниях CSM экспонируется в Музее Академии наук, Москва, Россия в рамках экспозиции проекта "Аполлон-Союз". CSM 102 Launch Complex 34 Checkout Vehicle Командный модуль утилизирован; сервисный модуль находится на JSC на вершине Little Joe II в Ракетном парке с макетом командного модуля 22. CSM 103 Apollo 8 21 декабря 1968 года Командный модуль экспонируется в Музее науки и промышленности в Чикаго (ранее экспонировался в Посетительском комплексе Космического центра Кеннеди) CSM 112 Endeavour Apollo 15 26 июля 1971 года Командный модуль экспонируется в Национальном музее ВВС США, авиабаза Райт-Паттерсон, Дейтон, Огайо (проект отменен) Никогда не был полностью завершен CSM 115a Apollo 20 (проект отменен) Никогда не был полностью завершен – внутренние конструкции не установлены, использовался для запасных частей. Оставшиеся элементы были отправлены в Японию на выставку в 1978 году и так и не были возвращены, возможно, утилизированы. CSM 116 Skylab 2 25 мая 1973 года Командный модуль экспонируется в Национальном музее военно-морской авиации, военно-морская авиационная станция Пенсакола, Пенсакола, Флорида CSM 117 Skylab 3 28 июля 1973 года Командный модуль экспонируется в Научном центре Великих озер, нынешнее местоположение Посетительского центра Исследовательского центра Гленна НАСА, Кливленд, Огайо CSM 118 Skylab 4 16 ноября 1973 года Командный модуль экспонируется в Историческом центре Оклахомы (ранее экспонировался в Национальном музее воздухоплавания и космонавтики, Вашингтон, округ Колумбия) CSM 119 Skylab Rescue и резервный ASTP На экспозиции в Космическом центре Кеннеди