Astronautika: istorija

 FELJTON Pola veka Apoll 11 

Zašto sam napisao serijal o 'Apolu'? 

 

Ali paljenje motora nije usledilo odmah. Nakon pritiska na dugme za odvajanje stepeni, Armstrong je otvorio ventile APS-a, istovremeno kad je i Oldrin pritisnuo dugme 'Proceed' na tastaturi DSKY kako bi potvrdio brodskom LGC računaru da žele da nastave s paljenjem, sledeći računarski program P12 za poletanje.

Konačno, nakon nekoliko sekundi koje su izgledale kao večnost, APS oživljava i mali stepen počinje brzo da se uzdiže, koristeći sletni stepen kao nekakvu lansirnu rampu. Astronauti, ušuškani u svoje skafandere, ne čuju motor ali jasno osećaju njegov potisak. Oldrin viče 'We're off!' i promatra kako gasovi iz motora podiže oblak fragmenata izolacionog materijala – posebno 'Kaptona' – sa sletnog stepena, iako ne primećuje oblak lunarne prašine.

U isto vreme Oldrin posmatra kako su gasovi iz motora udaraju u zastavu Sjedinjenih Država koju su oni nedavno poboli (nešto što će se događati i u drugim misijama 'Apola'). Za sobom ostavljaju 'Bazu spokoja', prvi kutak Meseca koji su istražila ljudska bića. Sletni stepen i tragovi astronauta ostaće milionima godina, možda čak i dugo nakon što čovečanstvo i njegove kreacije na Zemlji zauvek nestanu. 'Orao' je uzleteo sa Meseca u 18:01:15 po Griniču 21. jula 1969. (T+124:29:15). Ukupno, Armstrong i Oldrin su proveli 2 sata i 36 minuta na površini našeg satelita[1].

ap1

Snimak našeg saradnika odvajanja uzletnog stepena.
Očekivao ih je kratak let do Mesečeve orbite.

ap2

Trenutak paljenja raketnog motora i odvajanja dva stepena u misiji 'Apola 16'. Ovo što leti na sve strane su delovi izolacije sa postolja donjeg stepena.

Televizijska kamera nije mogla da snima poletanje jer je isključena nakon šetnje po Mesecu, ali da je mogla, snimila bi kako se gornji deo modula uspinje u crno Mesečevo nebo gotovo kao u čaroliji, ne ostavljajući ikakav vidljivi trag. Za razliku od onoga što nas uče filmovi, trag hemijskih motora u vakuumu obično je gotovo nevidljiv. Diskretno poletanje malog uzletnog stepena, teškog svega 4,7 tona, bilo je u oštrom kontrastu sa uzletanjem ogromnog 'Saturna V' sa Zemlje nekoliko dana ranije, ali to je bilo neophodno da bi se ušlo u orbitu sveta sa samo 16,5% Zemljine gravitacije: na Mesecu su jednostepena orbitna lansiranja su, to bi rekli Piroćanci, 'piece of cake'.

ap3

Faza vertikalnog leta. Uzletanje sa Mesečeve površine.

Zahvaljujući odsustvui atmosfere, profil uspona je bio vrlo različit od onog koje slede rakete na Zemlji. Nakon vertikalnog uspona od samo 14 sekundi, dosegnuvši visinu od oko 146 metara, 'Igl' je započeo da skreće tako da mu je trajektorija sve više postajala paralelna sa tlom (u stvarnosti, 'Igl' je mogao da skrene i odmah nakon uzletanja, ali početnih deset sekundi su predstavljali meru opreza kako bi se uklonili problemi koji bi mogli da se pojave u APS motoru ili RCS sistemu). Amstrong i Oldrin su pratili dobar rad motora i sistema za navođenje dok su stajali u kabini 'pričvršćeni' za pod uz pomoć 'čička' i sistema bočnih kajševa. Međutim, početno ubrzanje APS motora iznosilo je samo trećinu onog na Zemlji, što je, opet, samo dvostruko više nego što su dvojica putnika osećala na Mesečevoj površini. Na Mesecu, izvođenje orbitnog lansiranja stojeći nije nikakav problem.

ap4

Putanja uspona 'Igla' radi ulaska u orbitu.

Pošto je APS-ova mlaznica bila fiksirana, 'Igl' se u potpunosti oslanjao na svoje RCS trastere za manevrisanje tokom uspona u orbitu. Kako bi se iskoristila svaka kap goriva, četiri gornja RCS-a su prethodno deaktivirana, jer bi njihova upotreba malo usporavala brod tokom poletanja. Dakle, za skretanje modula tokom uspona korišćena su samo ona dva para RCS motora koji su bili usmereni prema 'na dole'. Prvo su bila aktivirana dva donja stražnja trastera i potom, kako bi se sprečilo nekontrolisano okretanje stepena, aktivirana su donja dva prednja trastera... i tako ponovo. Ovaj sistem je doveo do snažnog ljuljanja 'Igla' koje je isprva zbunilo astronaute i to se jasno videlo na slikama 'Maurerove' kamere.

U međuvremenu, Armstrong i Oldrin su bili posvećeni kontrolisanju parametara uspona i posmatranju pejzaža. Ne toliko iz radoznalosti – Oldrin je i tokom spuštanja jedva gledao kroz prozor – već kao potvrdu da slede pravu trajektoriju koristeći pojedine upečatljive kratere kao referentne. Prilikom sletanja, lunarna površina je mogla jasno da se vidi tek u završnoj fazi, kada je bio pokrenut program P64. Međutim sada, tokom uzletanja, dvojica ljudi su mogla da uživaju u pejzažu koji se video kroz njihove prozore dok je 'Orao' hitao 'sa nogama na gore'.

ap5

Sistem trastera – RCS – lunarnog modula. Postojala su 4 klastera po 4 motora, ali polovina je bila za rezervu. Desno: detalj jednog 'kvada' RCS-a lunarnog modula. Svaki motor je imao potisak od 440 N.

ap6

Podsistem za kontrolu položaja LEM-a – položaj komponenti.

ap7

Zanimljiv grafik jer prikazuje Nilov rad srca tokom 12 minuta uzletanja sa Meseca. Kakva je faca i vojni pilot bio najbolje se vidi po tome što mu, kao ni prilikom poletanja sa Zemlje, broj otkucaja nije prelazio 120. Ovde se čak nalaze i zvučni zapisi.

Vreme potrebno 'Iglu' za postizanje Mesečeve orbite je bilo oko sedam ipo minuta (zanimljivo, vrlo slično onome koliko je za to potrebno i na Zemlji). Tokom poslednje faze motornog uzletanja, pogon APS preusmeren je na četiri donja RCS trastera. Na ovaj način je bilo moguće efikasno iskoristiti rezerve tankova. Da iz bilo kojeg razloga APS motor nije uspeo u ovim zadnjim sekundama, RCS trasteri su mogli da kompenzuju gubitak jer sada 'visoki' potisak APS-a više nije bio presudan za postizanje orbite.

APS motor je isključen u 18:51:35 UTC (T+125:19:35) nakon što je uspešno završio svoj posao u trajanju od 7 minuta i 14 sekundi. Tokom uspona, 'Orao' je horizontalno prevalio 308 kilometara i stekao brzinu od 1,69 kilometara u sekundi.

ap8

Početna orbita 'Igla' u odnosu na 'Kolumbiju'.

'Igl' se našao u eliptičnoj lunarnoj orbiti s perilunom od samo 18,3 kilometra i apolunom od 81,4 kilometra. Visina periluna – ili 'periselena' – nije odabrana slučajno. Bila je to najniža orbita koju je u hitnim slučajevima mogao da dosegne CSM 'Kolumbija'. Konačno su Armstrong i Oldrin mogli da odahnu sa olakšanjem. Ako bi 'Orao' sada pretrpeo bilo kakav kvar koji bi ga sprečavao da se sretne sa komandnim modulom, Kolins bi mogao da im krene u pomoć.

U Beloj kući su već imali u fioci pripremljen govor za slučaj da su se Armstrong i Oldrin srušili ili da nisu uspeli da uzlete. No, iako su se već nalazili sigurni u orbiti, dvojica astronauta nisu gubila ni sekundu. 'Igl' je morao da izvrši niz složenih propulzivnih manevara u roku od samo tri ipo sata kako bi stupio u kontakt s 'Kolumbijom' prema zacrtanom planu. Nije iznenađujuće da je LOR (Lunar Orbit Rendezvous, 'Randevu u Mesečevoj orbiti') nazvan metodom, odabranom od strane 'Apolovog' programa, za osvajanje Meseca.

U slučaju problema, 'Orao' je imao rezerve kiseonika dovoljne za dodatnih 24 sata ('Kolumbija' je imala rezerve za još dva dana, pa je ograničavajući faktor bio lunarni modul). Jasno je bilo da se nije moglo spavati na lovorikama.

ap9

Da li je ovako Kolins leteo iznad Meseca čekajući drugove?

ap10

Prilikom spajanja dva modula trebalo je izvesti seriju vrlo složenih manevara, potpuno nemogućih bez radara i signalnih svetala na obe letilice. Ovde se vide svetla na LEM-u.

U fazi planiranja programa 'Apolo' odlučeno je da će lunarni modul biti odgovoran za sve manevre prilikom spajanja s komandnim modulom, uprkos ozbiljnim težinskim ograničenjima LM-a. Zato je lunarni modul morao da bude opremljen radarom za spajanje, čija će antena biti na istaknutom mestu na gornjem delu LM-a (druga satelitska antena koju je nosio lunarni modul bila je komunikaciona sa velikim pojačanjem).

Radar za spajanje 'Igla' aktiviran je u skladu sa programom P20 i ostao je fiksiran na 'Kolumbiju' tokom čitave faze randevua radi vođenja navigacionog sistema (u kasnijim misijama 'Apola' radar je mogao da otkrije CSM čak i sa Mesečeve površine). Sa svoje strane, 'Kolumbija' je uključila svoj transponder kako bi pružio 'Iglu' relativne podatke o položaju i brzini.

ap11

Sistem za navođenje sa radarom za spajanje sa LM-om.

Četiri manevra koje je 'Igl' morao da izvede dobila su na jeziku koji se temelji na Nasinim akronimima zbunjujuće nazive: CSI (Coelliptic Sequence Initiation), CDH (Constant Delta Height), TPI (Terminal Phase Initiation) i TPF (Terminal Phase Initiation). Svi su se izvodili RCS motorima. Zapravo, oni su vrlo jednostavni za razumevanje ako si ikad ranije igrao bilo koji simulator orbitne mehanike poput 'Kerbala'. Ako to nije slučaj, sve što treba da znaš jeste da se, prema Keplerovim zakonima, brod koji se nalazi u orbiti bliže površini kreće brže od onog koji se nalazi dalje. I da ako brod uključi motor u perilunu u smeru leta po orbiti, podići će svoj apolun. I obrnuto.

Cilj manevra CSI je 'cirkularizacija' orbite LM-a. Da bi to učinio, 'Igl' je morao da pokrene svoje motore u tački smeštenoj na drugoj strani Meseca, gotovo u tački nasuprot Mora tišine, sve dok konačna orbita nije dostigla visinu oko 83 kilometra. Na taj način je postignuto da se 'Igl' kretao brže od 'Kolumbije' oko Meseca fiksnom brzinom sve dok ugao između dve letilice nije postao odgovarajući.

ap12

Manevri CDHTPI i TPF.

ap13

Šematski prikaz randevua 'Igla' i 'Kolumbije'.

Sledeći korak je bio izvršiti paljenje motora koje će staviti LEM u Hohmanovu transfernu orbitu sa CSM-om. Ali, budući da je Mesečeva gravitacija nepravilna a da ni CSM-ova orbita nije savršeno kružna, paljenje CDH je izvedeno kada je 'Orao' leteo iznad mesta sletanja, tako da je razlika u brzini i visini između dva broda bila konstantna (27,8 km). Konačno, kad se LM našao u ispravnom položaju u odnosu na CSM, izvršeno je TPI paljenje, računarski kontrolisano programom P34, što nije bilo ništa drugo nego paljenje za postavljanje 'Orla' na klasičnu Hohmanovu trajektoriju[2]. Nakon što je izveo nekoliko potrebnih ispravki putanje na osnovu radarskih podataka, 'Igl' je izvršio posljednji manevar, TPF, kako bi podigao svoj perilun sve dok se orbite oba broda nisu poklopile. TPF manevar se često pogrešno opisuje kao 'kočenje', ali u stvarnosti LM je ubrzavaokako bi podigao svoj perilun i pretvorio svoju orbitu u kružnu.

Posljednja faza pristajanja i spajanja morala je da se obavi kada su dva broda izašla sa skrivene strane Meseca postala pokrivena zemaljskim stanicama. U slučaju da 'Igl' nije uspeo da izvršio neki od ovih manevara, bio je predviđen čitav niz scenarija u kojima je 'Kolumbija' morala da preuzme aktivnu ulogu kako bi se spasio lunarni modul.

CSI manevar je započeo u T+125:19 i trajao 45 sekundi, dok se CDH manevar odvijao u T+126:17:49, trajući 17,8 sekundi. Zatim je TPI paljenje sprovedeno u T+127:03:52 u trajanju od 22,7 sekundi. Nakon dve korekcije trajektorije došlo je do paljenja TPF u T+127:46:10, u trajanju od 28,4 sekunde.

Sve je teklo po planu – Kolins neće morati da spašava svoja dva drugara. Tokom manevra, 'Orao' je uvek pokazivao svoje 'lice' prema 'Kolumbiji', tako da radar za spajanje nije mogao da bude blokiran trupom LM-a. Aktiviran je i prednji strob kako bi Kolins mogao da koriguje svoj relativni položaj koristeći 'Kolumbijin' sekstant kao dodatak radarskim podacima.

ap14

'Igl' hita ka randevuu sa komandnim modulom.

Gledano iz 'Kolumbije''Igl' se približavao 'odpozadi' ('napred' je bio u smeru leta u orbitu) i okrenut 'na dole'. Astronauti, koji su već ušli u bestežinsko stanje, bili su iznenađeni jer su čestice regolita ostajale zalepljene po površinama kabine a nisu slobodno lebdele.

Nakon konačnog paljenja, 'Orao' se postavio malo iznad 'Kolumbije'. Kada su se brodovi našli na udaljenosti manjoj od 2 km, 'Orao', s Armstrongom za 'volanom', morao je da uz pomoć dva prednja RCS trastera malo uspori kako bi izbegao sudar s 'Kolumbijom'. Dva broda su sada bila okrenuta jedan prema drugome. Armstrong je počeo da manevriše 'Iglom' prvi put otkako su započeti orbitni manevri, dok je isto činio i Kolins sa 'Kolumbijom'. Na taj način su astronauti osigurali da su spojni sistemi letilica i mlaznica SPS motora u idealnom položaju. Za sve to vreme, Zemlja se pomaljala iznad lokalnog horizonta.

ap15

'Stizali su odozdo kao da stižu nekim vozom', rekao je kasnije Kolins.

ap16

Majkl Kolins posmatra prilazak kolega. Dok su oni boravili dole, on je napravio 30 krugova oko Meseca. U svakom krugu, tokom 48 minuta, nije bio u kontaktu sa Zemljom. govorio je da je tada, posle Adama on bio najusamljeniji čovek na svetu.

Nakon uzejamne inspekcije, Armstrong je spustio 'Igl' niže kako bi pokazao Kolinsu svoj deo spojnog mehanizma, gotovo kao da je to bio deo neobičnog obreda parenja između mašina. Iako je Armstrong imao mali prozor iznad glave radi konačnog spajanja, ovu fazu je sprovodio Kolins, koji je imao bolju vidljivost kroz levi prednji prozor komandnog modula, koristeći optičku spravicu COAS (Crewman Optical Alignment Sight)bez okretanja glave unazad za gotovo 90° kao što bi to trebao da učini Armstrong.

Zapovednik je pomerio 'Orla' pokušavajući da spreči da Sunčeva svetlost ulazi kroz prozor i zaslepljuje ga, ali u tom postupku nije primetio da je blokirao inercijalnu platformu ('gimbal lock'[3]). Ovo je bio sitan problem u ovom trenutku misije, ali je samo spajanje moralo da bude odloženo na nekoliko minuta dok se platforma nije osposobila. Kolins prevaljuje poslednjih 50 metara koja su razdvajala dva broda i ostvaruje spoj. Dva broda su odmah isključilasvoje autopilote kako bi sprečili brodske računare da svojim trasterima pokušaju da isprave orijentaciju.

Sada su 'Kolumbija' i 'Igl' konačno postali ponoovo ujedinjeni i u komunikaciji s Hjustonom ponovno predstavljeni kao 'Apolo 11'.

ap17

Komunikacioni sistemi tokom spajanja dva broda.

ap18

Pogled iz blizine mete ('docking target') na LEM-u snimljen iz jednog od kasnijih komandnih modula prilikom pajanja u Mesečevoj orbiti. Pogledaj filmić.

 

[1] Tokom poslednje ekspedicije, 'Apola 17', Dž. Sernan i H. Šmit su proveli ukupno 22 sata na površini.

[2] Jeste malo komplikovano i za shvatanje i za objašnjavanje, ali šta ću kad je to i inaše jako složen manevar. Dakle, prostim rečima, dva broda lete kružno oko Meseca na visinskoj razlici od ~28 km, a treba da se nađu na onoj višoj, na kojoj ih čeka Kolins. Putanja po kojoj će se LEM popeti jeste Hohmanova transferna orbita, proračunata da se potroši najmanje moguće goriva za to. (Hohman je teoriju za svoju orbiti smislio još pre 100 godina...)

[3] Ovo sam pokušao da objasnim u II nastavku ovog serijala. Taj pasus je glasio:
  '...Glavni računar AGC (Apollo Guidance Computer) bio je odgovoran za kontrolu letilice i njenih motora a, u zadacima navođenja i navigacije, koristio je podatke IMU platforme i zvezdani navigacioni sistem (kao što smo videli, skup ovih elemenata tvorio je primarni navigacioni sistem, ili PGN&CS). IMU je imao samo tri žiroskopa – jedan po svakoj osi – i, zbog ovog ograničenja, astronauti su morali da budu oprezni tokom svojih manevara kako ne bi blokirali platformu, situaciju koja je poznata i kao 'gimbal lock', što sam ja nazvao 'zaključavanje kardana'.'

 

  


 FELJTON Pola veka Apoll 11 

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Dodaj komentar


 

tranzit logo


leksikon 190


 

stranica posmatraci2019


 

CURRENT MOON


tvastronomija18