40-ta rocznica Apollo-13. Część trzecia: w drodze na Księżyc

0

 Zapraszamy do zapoznania się z treścią trzeciego artykułu poświęconego historii pechowej misji Apollo-13, której to 40-ta rocznica przypada dokładnie w tym miesiącu.

Drugi dzień misji

W ciągu kilkunastu godzin od odpalenia TLI kompleks połączonych statków CSM/LM (“Odyseja” i “Wodnik”) bardzo szybko powiększa dystans dzielący je od Ziemi. Z każdą chwilą jednak, kolejne przyrosty odległości są coraz mniejsze. To efekt działania ziemskiej grawitacji, która zgodnie z zasadami mechaniki Newtona spowalnia statek. Tak będzie do momentu aż Apollo-13 zmniejszy dystans dzielący go od Księżyca na odległość nazywaną sferą wpływów. Wtedy to statek zacznie przyśpieszać w kierunku Srebrnego Globu. Dla uzmysłowienia sobie jak wygląda zmiana wartości liczbowych odległości od Ziemi i prędkości podajemy kilka przykładowych danych z poprzedniego dnia misji:

T+002:41:47.15 – TLI (zaraz po zakończeniu): prędkość 10.6km/s, odległość 337km
T+003:06:38.90 – odłączenie CSM od członu S-IVB: prędkość 7.5km/s, odległość 6998km
T+004:01:00.80 – CSM wyciąga lądownik księżycowy z członu S-IVB: prędkość 4.9km/s, odległość 23068km

Jest drugi dzień lotu. Minęły 23 godziny i 12 minut od startu misji Apollo-13. Statki “Odyseja” i “Wodnik” znajdują się teraz w odległości 184438km od Ziemi i poruszają się z prędkością 1.6km/s. Kilka minut temu załoga zakończyła dziesięciogodzinny odpoczynek. Dla zapewnienia równomiernego nagrzewania kompleks statków CSM i LM znajduje się w powolnej rotacji tzw. Passive Thermal Control (PTC). Dzisiejszy dzień zapowiada się raczej mało pracowicie dla załogi, która większość czasu spędzi na luźnych rozmowach z kontrolą misji w Houston. Osoba odpowiedzialna za komunikację z załogą tzw. Capsule Communicator (CAPCOM) przypomina o dzisiejszej planowanej zmianie kursu tzw. odpalenie Midcourse Correction (MC-2), oraz o przewidywanym miejscu uderzenia trzeciego członu S-IVB w powierzchnię Księżyca. Manewr MC-2 jest niezwykle istotny, ponieważ spowoduje zejście z trajektorii powrotu swobodnego.

Rolę CAPCOM’a pełni zawsze jeden z astronautów NASA. Obecnie za komunikację ze statkiem odpowiada Joe Kerwin, który zastąpił przed chwilą Jack’a Lousm’e. Kerwin w przyszłości znajdzie się w składzie załogi Skylab-3. Kontrola misji podaje także załodze wiadomości z kraju i ze świata wypełniając tym samym wolny czas załogi. CAPCOM pyta także Lovell’a o jego wrażenia ze wczorajszego startu w porównaniu do misji Apollo-8. Według astronauty start Apollo-13 był nieco bardziej niespokojny. Lovell wspomina o większych odchyleniach bocznych w pierwszych sekundach lotu, także separacja pierwszego członu S-IC przebiegła gwałtowniej. Wspomina on także o kilku wstrząsach tuż przed odłączeniem drugiego stopnia S-II. W dyskusji o wczorajszym starcie Joe Kerwin podaje załodze bardziej szczegółowe informacje dotyczące wyłączenia środkowego silnika drugiego członu.

Zejście z trajektorii powrotu swobodnego

Upływają kolejne godziny misji. W 27 godzinie i 17 minucie lotu Apollo-13 znajduje się w odległości około 207tyś. km co stanowi praktycznie połowę aktualnej odległości Ziemia-Księżyc i porusza się z prędkością 1.4km/s. Za godzinę kontrola misji przekazuje załodze informacje niezbędne do przeprowadzenia odpalenia MC-2. Manewr spowoduje przejście statku z bezpiecznej trajektorii powrotu swobodnego na tzw. trajektorię hybrydową. Ta pierwsza stosowana była przez cały lot na Księżyc podczas lotów Apollo-8,10 i 11. Jej ogromną zaletą jest zapewnienie dodatkowego bezpieczeństwa załogi. Mianowicie, po udanym odpaleniu TLI statek poruszał się po takim torze, iż w przypadku awarii systemu napędowego jego trasa wiodłaby w pobliżu Księżyca, którego to pole grawitacyjne skierowałoby statek dokładnie w korytarz zapewniający bezpieczne wejście w atmosferę ziemską.

Niestety zbiór możliwych kombinacji trajektorii powrotu swobodnego bardzo zawęża możliwe warunki (inklinacja, odległość od Księżyca, prędkość) w jakich statek będzie się znajdował w trakcie wykonywania manewru wejścia na orbitę okołoksiężycową. To bardzo ogranicza możliwe rejony eksploracji Księżyca, które są wtedy właściwie tylko zawężone do rejonów równikowych. Z tego też powodu od misji Apollo-12 zaczęto stosować specjalne odpalenie po którym statek opuszczał trajektorię powrotu swobodnego i dalej kontynuował lot po trajektorii hybrydowej. Ta ostatnia także powoduje sprowadzenie statku w kierunku Ziemi, lecz w przeciwieństwie do trajektorii powrotu swobodnego statek minął by Ziemię w pewnej odległości.

Podobnie jak to było w przypadku Apollo-12, również Apollo-13 miał wkrótce wejść na trajektorię hybrydową. Odpalenie MC-2 zostanie przeprowadzone przy pomocy silnika przedziału serwisowego, Service Propulsion System (SPS).

Silnik systemu SPS napędzany jest dwuskładnikowym paliwem hipergolicznym. Obie ciecze po zmieszaniu w komorze spalania ulegają samo-detonacji produkując tym samym wymagany ciąg. W tego typu silniku nie potrzebny jest układ zapłonowy mieszanki paliwowej, co oczywiście upraszcza konstrukcję i jednocześnie poprawia niezawodność silnika.

Odpalenie MC-2 zostało przeprowadzone w 30 godzinie 40 minucie i 49 sekundzie lotu. Silnik systemu SPS został włączony na dosłownie kilka sekund – odpalenie trwało tylko 3.49s. Dzięki MC-2 statek obniżył wysokość w jakiej Apollo-13 miał znaleźć się w pobliżu Księżyca z 390km na 118km. Najważniejszy manewr dnia został zakończony, obecnie statek znajduje się w odległości 224tyś km od Ziemi.

Przed odpaleniem z oczywistych względów wstrzymano obrót statku w ramach kontroli termicznej PTC. Nim ponownie, przystąpiono do tego manewru, załoga miała dokonać obserwacji fotograficznych komety Bennetta. W międzyczasie Vance Brand, który w tym czasie pełnił zmianę na stanowisku CAPCOM’a, poinformował załogę o niewielkiej fluktuacji temperatury w ogniwie paliwowym nr3, które mogą włączyć alarm na pulpicie sterowania. Jednak ta niewielka anomalia była już obserwowana podczas poprzednich lotów i nie stanowiła żadnego zagrożenia dla bezpieczeństwa lotu. Obserwacja komety się nie powiodła. Przeszkodę stanowiły odblaski słoneczne oraz zadokowany lądownik księżycowy, który ograniczał pole widzenia. Ostatecznie postanowiono odłożyć obserwację komety Bennetta na drogę powrotną gdy do “Odysei” nie będzie już zadokowany lądownik LM.

Ostatnimi zadaniami na dzisiejszy dzień były: ponowne wprawienie statku CSM/LM w powolny ruch obrotowy, który zapewniał równomierne nagrzewanie oraz wymiana filtrów z wodorotlenkiem litu – pochłaniaczy dwutlenku węgla. I te zadania zostały bezproblemowo wykonane.

Jest już 13 kwiecień, mija 36 godzina i 50 minuta lotu, załoga rozpoczyna swój kolejny dziesięciogodzinny okres odpoczynku. W tym czasie Apollo-13 znajduje się już w odległości 254tyś. km od Ziemi i porusza się z prędkością 1.26km/s. Wkrótce kolejny z pozoru spokojny dzień, który jednak zmieni oblicze tej misji.

Źródło: NASA, capcomespace.net
Orginalny press kit misji: LINK

Ciekawe informacje dotyczące trajektorii lotu na Księżyc: LINK

Share.

Comments are closed.