Лунные спасательные системы - Lunar escape systems

Концепция МЕНЬШЕ

Лунные спасательные системы (МЕНЬШЕ) были серией аварийно-спасательных машин, предназначенных для длительных длительных поездок. Миссии Аполлона. Потому что эти миссии были даже более гипотетическими, чем планировалось. отменены миссии Аполлона, конструкции никогда не строились. Эта концепция была продолжением лунного летающего аппарата.[1] разработан Bell Aerospace (проект подвижности лунной поверхности, который был отменен в пользу менее рискованных Луноход ).

Подробности

Поскольку НАСА планировало более длительное пребывание на Луне после первых нескольких полетов Аполлона, им пришлось рассмотреть ряд новых вопросов, одна из которых заключалась в том, что делать, если астронавты не могут вернуться. Обычно чем дольше космический корабль находится в режиме ожидания, тем менее надежен он, поэтому после двухнедельного пребывания на Луне Лунный модуль восходящий двигатель или другие важные системы могут выйти из строя, в результате чего астронавты останутся на Луне без достаточного количества припасов, чтобы выжить до прибытия спасательной миссии из земной шар.

В качестве одного из возможных решений НАСА изучило ряд недорогих и маломассивных систем ухода на Луну (LESS), которые можно было бы переносить на лунный модуль как запасной вариант, как спасательная шлюпка на корабле.

'ЦЕЛОВАТЬ 'было в порядке вещей, с несколькими основными предположениями о любой действующей системе LESS:

  1. LESS будет использовать топливо из баков подъемной ступени LM, поэтому в миссии не будет никакого дополнительного топлива.
  2. Вместо множественных резервных систем, используемых где-либо еще в Программа Аполлон, LESS будет максимально простым, но при этом выполнит свою миссию.
  3. Все средства жизнеобеспечения будут обеспечиваться за счет рюкзаков скафандров космонавтов. Это значительно уменьшило массу и сложность LESS, но потребовало, чтобы астронавты могли встретиться с орбитальным CSM в пределах четырехчасового запаса кислорода в рюкзаке.
  4. LESS будет поддерживать пребывание на поверхности Луны до 14 дней.
Распаковка LESS из лунного модуля

Другие проблемы заключались в том, что LESS должен был быть как можно более легким, чтобы не значительно уменьшать грузоподъемность LEM, и легко упаковывался в LM таким образом, чтобы он не мешал другому грузу. Одним из следствий было то, что в большинстве конструкций использовались съемные ножки: ножки устанавливались на лунной поверхности, LESS собирался поверх них, а ноги оставались позади при запуске LESS. Это не привело к прямому уменьшению требуемой массы, но уменьшило массу пустого LESS, что уменьшило количество топлива, необходимое для вывода его на орбиту, что также уменьшило тягу, требуемую от двигателей, и общую массу конструкции.

LESS будет упакован в плоскую сторону сбоку от ступени спуска LM, а рычаги и провода будут предоставлены, чтобы позволить контролируемое удаление LESS и гарантировать, что он не повредит астронавту, который его снимает. Защитная крышка также использовалась как салазки, поэтому LESS можно было толкать или тянуть по земле для достижения безопасного стартового положения перед сборкой. Ожидалось, что монтажные операции займут не менее сорока пяти минут, а еще два часа - на проверку и заправку перед запуском. В длительных миссиях экипаж может собрать LESS в начале миссии в качестве меры предосторожности.

Учитывая урезанный характер LESS по сравнению с типичным космическим кораблем той эпохи, основные различия между конструкциями заключались в двигательной установке, наведении, навигации и управлении.

Движение

В типичных конструкциях LESS использовались гибкие топливные баки, которые можно было складывать при хранении. Когда LESS был подключен к этапу подъема LM, гибкие баки должны были быть заполнены и расширены до своего полного размера, готового к полету.

Некоторые конструкции LESS использовали один двигатель под центром, но многие использовали несколько двигателей по краю, как правило, на основе Apollo. система управления реакцией (RCS) двигатели, используемые для ориентации на командно-служебный модуль (CSM) и лунный модуль (LM). Каждый из них имел тягу около 100 фунтов силы (440 Н), поэтому размещение восьми двигателей парами в углах квадрата давало достаточно тяги, чтобы поднять двух астронавтов на орбиту.

Еще одним преимуществом конструкций на основе RCS было то, что двигатели RCS могли запускаться импульсами длительностью всего десять миллисекунд, поэтому вместо сложного дроссельного оборудования они могли просто импульсами регулировать среднюю тягу с течением времени. Они также могут использоваться для обеспечения контроля ориентации путем изменения скорострельности различных двигателей по краю LESS.

Руководство

Руководство в типичных конструкциях LESS было простым: «восьмерка», показывающая положение космического корабля, часы, показывающие время после старта, и запланированная программа шага. В Компьютер наведения Apollo Используемый в качестве автопилота для CSM и LM имел массу около ста фунтов и потреблял значительное количество энергии, поэтому о полете с компьютерным управлением не могло быть и речи. Это был бы один из немногих случаев, когда космонавт вручную запускал ракету на всю орбиту и с гораздо меньшим количеством приборов, чем обычно.

Астронавты должны были дождаться подходящего времени старта, чтобы вывести их на орбиту, близкую к CSM, а затем запустили. Пилот пытался удерживать постоянный курс и в заранее определенное время во время выстрела регулировал тангаж до заранее определенных углов. Это контролировало вертикальную и горизонтальную скорость LESS и, следовательно, орбиту, на которую он должен был выйти: двигатель должен был выключиться в заранее определенное время, когда они должны были выйти на правильную орбиту.

Даже если пилот допустил несколько ошибок на пути в космос, это не обязательно было фатальным. У CSM был запас топлива, и по планам он мог изменять скорость максимум примерно на 250 метров в секунду, чтобы сблизиться с LESS после выхода на орбиту. Хотя это не позволило сильно изменить наклонение орбиты, CSM мог значительно изменить высоту орбиты, чтобы соответствовать LESS. Самая большая угроза от ошибок пилотирования заключалась в том, что у экипажа закончится кислород, прежде чем CSM сможет добраться до них.

LESS будет оснащен мигающим светом и радиомаяком VHF, чтобы упростить отслеживание с CSM. Достигнув точки встречи, пилот CSM стыковался с LESS, используя тот же стыковочный зонд, который использовался для стыковки с LM, и специальное приспособление на передней части LESS. Это потребует от пилота некоторого умелого полета, поскольку любое использование направленных вперед реактивных самолетов RCS может представлять серьезную опасность для космонавтов на LESS, если на них попадают горячие выхлопные газы.

После стыковки пилот CSM сбросит давление в командном модуле и откроет люк в космос, чтобы астронавты на LESS могли использовать внешние поручни командного модуля, чтобы подползти к люку и забраться внутрь. Затем экипаж отделит CSM от LESS и оставит его на лунной орбите, когда вернется на Землю.

Навигация

В МЕНЬШЕ не было массы или мощности для Инерциальный измерительный блок для измерения ускорения и сообщения астронавтам, где они были, куда они направлялись или с какой скоростью они будут туда добираться, или даже для радиолокационного высотомера, чтобы показать высоту над лунной поверхностью.

В глубоком космосе это затруднило бы навигацию, но астронавты находились близко к поверхности Луны, поэтому были доступны другие варианты. В большинстве планов астронавтам предлагалось использовать ориентиры на поверхности Луны для контроля своего курса, в то время как программа шага заботилась о высоте и скорости. Удерживая ориентир в правильном положении относительно МЕНЬШЕГО, они будут знать, что они на правильном курсе. Некоторые конструкции включали градуированный экран перед пилотом, показывающий относительный угол к лунным ориентирам.

Контроль

LESS управление отношением широко варьировалось в зависимости от дизайна. Некоторые использовали главный двигатель для управления ориентацией, поворачивая сопло двигателя для изменения направления тяги. Другие имели несколько двигателей и могли использовать относительное дросселирование или частоту импульсов, чтобы изменять тягу от разных двигателей и таким образом управлять положением. Некоторые использовали двигатели RCS с холодным газом, где газ под высоким давлением (обычно азот) выпускался из сопел для обеспечения небольшой тяги, не создавая опасности для экипажа горячим газом от ракетного двигателя. Большинство из них предоставило пилоту простую конструкцию ручки управления, которая автоматически регулирует положение в зависимости от действий пилота.

В простейших конструкциях вообще не было системы ориентации. Вместо этого пилот должен стоять во время полета и просто наклоняться назад, вперед или из стороны в сторону, чтобы сместить центр тяжести относительно центра тяги неподвижного двигателя. В результате смещенная тяга заставит LESS вращаться до тех пор, пока космонавт не вернется в нейтральное положение, а центр тяжести снова не будет совмещен с тягой двигателя. В конечном итоге, однако, это было сочтено менее желательным, чем аппаратное управление, особенно потому, что оно накладывало значительные ограничения на уровень тяги и инерцию транспортного средства.

Летчик дальнего действия

В то время как LESS проектировался в первую очередь как «спасательная шлюпка» для экипажа LM, простая ракета, на которой могут лететь два астронавта, будет полезна и в других областях. В Лунный вездеход позволял астронавтам довольно быстро перемещаться на несколько миль, но улучшенная версия LESS могла позволить быстрое перемещение на гораздо большие расстояния с помощью ракетной тяги.

За счет добавления фиксированных опор, увеличения прочности конструкции для поддержки посадочных нагрузок, поддержки дросселирования двигателя или использования группы двигателей RCS, которые могут работать в импульсном режиме, а также добавления радиорелейного устройства дальнего действия, конструкция LESS может быть расширена, чтобы стать летчиком дальнего действия. (LRF). Имея около 1600 фунтов топлива от LM, астронавты могли путешествовать от сорока до шестидесяти морских миль от LM, чтобы исследовать более широкую территорию вокруг места посадки. Это, например, позволило бы совершить разведывательные поездки к потенциальным местам посадки в будущем, а LRF также можно было бы использовать для орбитального полета для возвращения экипажа в CSM в аварийной ситуации.

Лунный летающий отряд

Были также исследования для Lunar Flyng Unit (LFU). Компании Bell Aerosystems и North American Rockwell (NAR) были заключены контракты с НАСА в 1969 году. В LFU Bell был пилот, а в LFU NAR - место для пилота.[2] В Северной Америке его назвали Lunar Flying Vehicle с полной массой 618 кг.[3]

Смотрите также

  • ЛОСЬ - Система экстренной помощи при возвращении космонавта с околоземной орбиты
  • Паракон - Надувной корабль-носитель конической формы.
  • Личный спасательный бокс - Надувной скафандр шарообразной формы
  • Белл Пого, прототип лунного летчика, отличный от летчика дальнего действия / Lunar Flying Unit

Библиография

Рекомендации

  1. ^ Лунный летающий аппарат
  2. ^ Лунные летательные аппараты - 1969 г.
  3. ^ Лунный летающий аппарат есть изображения

внешняя ссылка