Это не официальный сайт wikipedia.org 01.01.2023

Лунный модуль — Википедия
Википедия

Лунный модуль

Лунный модуль корабля «Аполлон» (LM, также известный как LEM (Lunar Excursion Module), — посадочный модуль, часть корабля «Аполлон», построенный для американской программы «Аполлон» компанией Grumman Corporation для экипажа из двух человек с целью доставки с лунной орбиты на поверхность Луны и обратно. Шесть таких модулей совершили успешную посадку на Луну в 1969—1972 годах.

Лунный модуль LM-11 миссии Аполлон-16. Лунный автомобиль был выгружен из отсека справа от лестницы

В каком-то смысле это был первый в мире истинно космический корабль, поскольку он был способен перемещаться только в космосе, не был конструктивно и аэродинамически приспособлен к полёту в атмосфере Земли.

Его разработка сталкивалась с несколькими препятствиями, что задержало его первый беспилотный полёт на срок около десяти месяцев, а его первый пилотируемый полёт примерно на три месяца. Несмотря на это, в конце концов данный модуль стал самым надёжным компонентом системы «Аполлон»/«Сатурн» и значительно превышал её проектные требования, что было задействовано для поддержания жизнеобеспечения и двигательных ресурсов, позволив спасти астронавтов после взрыва и отказа систем служебного модуля в полёте «Аполлона-13».

Модуль состоит из двух ступеней. Посадочная ступень, оборудованная самостоятельной двигательной установкой и шасси, используется для снижения лунного корабля с орбиты Луны и мягкой посадки на лунную поверхность, и также служит стартовой площадкой для взлётной ступени. Взлётная ступень, с герметичной кабиной для экипажа и самостоятельной двигательной установкой, после завершения исследований стартует с поверхности Луны и на орбите стыкуется с командным отсеком. Разделение ступеней осуществляется при помощи пиротехнических устройств.

Масса лунного модуля при полете «Аполлона-11» составляла 15 тонн, из которых 10,5 тонны приходилось на топливо. Высота составляла 7 м, диаметр — 4,3 м[1][2][3].

Для тренировки экипажа по ручному управлению модулем был разработан тренажёр, способный на Земле создать условия пребывания в поле тяготения Луны.

Взлётная ступеньПравить

Взлётная ступень лунного модуля имеет три основных отсека: отсек экипажа, центральный отсек и задний отсек оборудования. Герметизируются только отсек экипажа и центральный отсек, все остальные отсеки лунного корабля негерметизированы. Объём герметической кабины 6,7 м³, давление в кабине 0,337 кг/см², атмосфера — чистый кислород[4].

Высота взлётной ступени 3,76 м, диаметр 4,3 м. Конструктивно взлётная ступень состоит из шести узлов: отсек экипажа, центральный отсек, задний отсек оборудования, связка крепления ЖРД, узел крепления антенн, тепловой и микрометеорный экран. Отсек экипажа имеет вид цилиндра с горизонтальной осью (диаметр 2,35 м, длина 1,07 м, объём 4,6 м³) полумонококовой конструкции из хорошо сваривающихся алюминиевых сплавов.

Два рабочих места для астронавтов оборудованы пультами управления и приборными досками, системой привязи астронавтов (они располагались стоя), двумя окнами переднего обзора, окном над головой для наблюдения за процессом стыковки, телескопом в центре между астронавтами. Для выхода на поверхность Луны производилась полная разгерметизация кабины, так как шлюзовая камера отсутствовала. Срок автономного существования модуля (ограниченный, в первую очередь, ресурсом систем жизнеобеспечения и электропитания) составлял порядка 75 часов.

Характеристики взлётной ступени
 
Кабина лунного модуля. Непосредственно под рабочим местом пилота — люк для выхода на поверхность Луны

Посадочная ступеньПравить

Посадочная ступень лунного модуля в виде крестообразной рамы из алюминиевого сплава несёт на себе в центральном отсеке двигательную установку с посадочным ЖРД фирмы STL[5].

В четырёх отсеках, образованных рамой вокруг центрального отсека, установлены топливные баки, кислородный бак, бак с водой, бак с гелием, электронное оборудование, подсистема навигации и управления, посадочный радиолокатор и аккумуляторы.

Четырёхногое раскладное шасси, установленное на посадочной ступени, поглощает энергию удара при посадке корабля на поверхность Луны разрушающимися сотовыми патронами, установленными в телескопических стойках ног шасси; дополнительно удар смягчается деформацией сотовых вкладышей в центрах посадочных пят. Три из четырёх пят снабжены гибким металлическим щупом, направленным вниз и раскрывающимся наподобие рулетки, сигнализирующим экипажу момент выключения ЖРД при контакте с лунной поверхностью (синяя лампа «lunar contact»). Шасси находятся в сложенном состоянии до отделения лунного корабля от командного отсека; после отделения по команде экипажа лунного корабля пиропатроны перерезают чеки у каждой ноги и под действием пружин шасси выпускается и становится на замки. Так же как взлётная ступень, посадочная ступень окружена тепловым и микрометеорным защитным экраном из многослойного майлара и алюминия. Высота посадочной ступени 3,22 м, ширина (без шасси) 4,3 м.

Характеристики посадочной ступени:

  • Масса, включая топливо: 10 334 кг.
  • Запас воды: 1 бак, 151 кг.
  • Масса горючего и окислителя: 8165 кг.
  • Тяга двигателя: 45,04 кН, дросселирование 10—60 % от полной тяги.
  • Компоненты топлива: Тетраоксид азота/аэрозин-50.
  • Бак наддува: 1 × 22 кг бак, газ наддува — гелий, давление 10,72 кПа.
  • Удельный импульс: 3,05 км/с (311 секунд).
  • Характеристическая скорость посадочной ступени (дельта-v): 2470 м/с.
  • Батареи: 4 (на Аполлонах 9—14) или 5 (на Аполлонах 15—17) 28—32 В, 415 А·ч, серебряно-цинковые, масса каждой 61,2 кг.

Система управленияПравить

Система управления лунным модулем корабля «Аполлон» состояла из следующих основных компонентов[6][7]:

  • аварийная подсистема наведения;
  • гиростабилизатор;
  • телескоп выставки гироплатформы;
  • радиолокаторы встречи и посадки[8];
  • рукоятки ручного управления аппаратом;
  • пульт управления и индикации;
  • преобразователи «аналог-код»;
  • БЦВМ;
  • преобразователи «код-аналог»;
  • телеметрия и служба времени;
  • программное устройство двигателей;
  • двигатели подъёма, посадки и стабилизации;
  • индикаторы ориентации и угловых скоростей;
  • указатель горизонтальной скорости;
  • аварийная сигнализация.

Посадка и взлётПравить

ПосадкаПравить

Сначала лунный модуль раздвигал посадочное шасси, остыковывался от орбитального, отлетал на 3 километра, располагался в пространстве так, что астронавты находились лицом к поверхности Луны, ногами в сторону движения модуля. То есть для астронавтов поверхность Луны «пролетала» снизу вверх. Позже он переходил на посадочную орбиту, а потом включал двигатель и сходил с орбиты. Далее модуль производил вращение — астронавты располагались спиной к Луне и по прежнему ногами в сторону движения модуля. Для совершения посадки лунный модуль становился вертикально, и астронавты, соответственно, позиционировались ногами к поверхности Луны. Когда щупы касались поверхности, двигатель можно было выключать, и корабль приземлялся.

ВзлётПравить

После нахождения на Луне взлётная ступень отделялась от посадочной, включала свой двигатель, выходила на орбиту и стыковалась с орбитальным кораблём. Астронавты переходили из взлётной ступени в командный модуль и переносили образцы лунного грунта. Позже из взлётной ступени стравливался воздух, и она отстыковывалась. После того, как орбитальный корабль улетал, взлётная ступень включала двигателя, сходила с орбиты и разбивалась об Луну.

Полёты лунных модулейПравить

Модуль Дата Полёт Масса, кг NSSDC_ID NORAD ID Примечание
LTA-10R 9 ноября 1967 года «Аполлон-4» — — — макет
LM-1 22 января 1968 года «Аполлон-5» — 1968-007B 3107 —
LM-2 не летал — — — — Национальный музей воздухоплавания и астронавтики, Вашингтон
LTA-2R 4 апреля 1968 года «Аполлон-6» — — — макет
LTA-B 21 декабря 1968 года «Аполлон-8» 9026,0 — — весовой макет
LM-3 3 марта 1969 года «Аполлон-9» — 1969-018D 3780 —
LM-4 18 мая 1969 года «Аполлон-10» 13 941,0 1969-043C 3948 —
LM-5 16 июля 1969 года «Аполлон-11» 15 065,0 1969-059C 4041 Первая посадка на Луну
LM-6 14 ноября 1969 года «Аполлон-12» 15 116,0 1969-099C 4246 Пробыл на Луне 2 дня
LM-7 11 апреля 1970 года «Аполлон-13» 15 196,0 1970-029C - Из-за взрыва служебного модуля посадки не было, двигатель использовался для коррекции траектории возращения на Землю
LM-8 31 января 1971 года «Аполлон-14» 15 277,0 1971-008C 4905 —
LM-9 не летал — — — — Космический центр Кеннеди (Центр Аполло-Сатурн-5) мыс Канаверал
LM-10 26 июля 1971 года «Аполлон-15» 16 434,0 1971-063C 5366 Пробыл на Луне 3 дня, доставил первый Лунный автомобиль
LM-11 16 апреля 1972 года «Аполлон-16» 16 428,0 1972-031C 6005 —
LM-12 17 декабря 1972 года «Аполлон-17» 16 448,0 1972-096C 6307 Последний полёт по программе
LM-13 не летал — — — — Музей авиации, Лонг-Айленд, Нью-Йорк.
LM-14 не летал — — — — Институт Франклина, Филадельфия
LM-15 не летал — — — — Недостроен, разобран

ИллюстрацииПравить

  • Чертёж расположения оборудования. Общий вид. (1 из 2)

  • Чертёж расположения оборудования. Общий вид. (2 из 2)

  • Чертёж панели управления

  • Чертёж посадочных опор

ПримечанияПравить

  1. ↑ Левантовский, 1970, с. 272.
  2. ↑ Техническое описание Лунного модуля и его подсистем Архивная копия от 14 января 2009 на Wayback Machine. Документ NASA
  3. ↑ Apollo Lunar Module News Reference, 1974.
  4. ↑ Johnston, Richard S., Michel, Edward L., Smith, George B., Jr. Gaseous Environment Considerations and Evaluation Programs Leading to Spacecraft Atmosphere Selection / Технический отчёт НАСА NASA-TN-D-2506. 1 января 1965 года
  5. ↑ Технический отчёт по НИОКР ЖРД посадки (LMDE). Архивная копия от 12 ноября 2013 на Wayback Machine TRW Systems
  6. ↑ Горелик А. Л., Бутко Г. И., Белоусов Ю. А. Бортовые вычислительные машины. — М.: Машиностроение, 1975. — 204 с.
  7. ↑ Бутко Г. И., Ивницкий В. А., Порывкин Ю. П. Оценка характеристик систем управления летательными аппаратами. — М.: Машиностроение, 1983. — 272 с.
  8. ↑ Справочник по радиолокации. Т. 3. Радиолокационные устройства и системы. — М., Советское радио, 1979. — с. 462—473

СсылкиПравить

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Лунный_модуль&oldid=124518028