阿波羅登月艙

阿波羅登月艙

阿波羅登月艙(Apollo Lunar Module)是阿波羅宇宙飛船登月直接登月的部分,由美國的阿波羅計畫為達到登月並成功返回而建。登月艙又被其製造商稱作“LM”(月面模組),也叫做“LEM”(登月模組)。

基本介紹

  • 中文名:阿波羅登月艙
  • 外文名:Apollo Lunar Module
  • 定義:阿波羅宇宙飛船登月直接登月部分
  • 稱作:“LM”
  • 包括了:登月裝備雷達天線降落火箭引擎
製造背景,登月艙規格,簡述,上升級,下降級,登月卡車,科幻小說版,

製造背景

選擇阿波羅登月艙的原因是因為國家航空航天局決定採用月球軌道集合方案(LOR),而不
是月面直接起飛方案或者地球軌道集合方案(EOR)(其他對接集合方案參見選擇任務模式)。直接起飛方案和地球軌道集合方案都將整個阿波羅飛船降落在月球上;在決定使用月球軌道集合方案之後,就有必要
製造一艘可到達月面的獨立飛船。
登月艙的生產契約由格魯曼飛機工程公司獲得,還有一些轉包商。格魯曼公司從50年代末就開始研究空間對接,並在1962年重新開始此項研究。1962年7月,有11家公司應邀為登月艙進行投標。到同年9月時,9家公司提交了標書,格魯曼公司在同月最終贏得了契約。預計契約額為3.5億美元。最開始有4家分包商:貝爾航空系統(上升級發動機)、哈密爾頓標準公司(環境控制系統)、馬夸特(反作用力控制系統)和火箭達因(下降級發動機)。
登月艙上的基本導航、飛行與控制系統(PGNCS)是由麻省理工學院儀表實驗室開發的。導航計算機是由雷瑟奧恩公司製造。在指令艙中有一部與之類似的導航系統。備用的任務中止導航系統(AGS)是由TRW開發的。
1970年4月,登月艙水瓶座號在阿波羅13號任務中意外的扮演了挽救三名太空人(指令長小詹姆斯·洛威爾、服務艙飛行員約翰·斯威格特和登月艙飛行員弗萊德·海斯)的角色。在由電路短路引起的指令艙氧氣罐過熱並爆炸後,水瓶座號便開始作為救生船一直到返回地球軌道,期間水瓶座號的電池還為指令艙上至關重要的返回電池充電以確保太空人可以在1970年4月17日進入大氣層並安全降落。登月艙上的下降發動機本來是用來在下降至月面時減速用的,但在阿波羅13號任務中卻被用來在繞月飛行時加速飛船以進入返回航線。阿波羅13號事故中登月艙系統共為3名太空人提供了90小時的生命保障,而它的設計能力只是2名太空人,45小時。

登月艙規格

簡述

登月艙中的下降級中包括了登月裝備、雷達天線、降落火箭引擎、以及降落所需的燃料。下降級上還帶有幾個裝載其他貨物的隔間,比如阿波羅月面實驗包、移動儀器推車(阿波羅14號)、月球車(阿波羅15號阿波羅16號阿波羅17號)、月面攝像機、月面工具和月面樣品採集箱。 而且登月紀念牌也安裝在下降級的爬梯上。
起飛部分包括艙蓋、反應控制系統、雷達和通信天線、起飛火箭引擎以及回到月球軌道並與指令/服務艙對接所需的燃料。

上升級

乘員: 2人
成員艙容積: 6.65 m³ (235 ft³)
高:3.76米
直徑:4.2米
最大燃料裝載量: 4,670千克
艙內氣氛:100%氧氣250毫米汞柱(33 kPa)
供水:2個19.3公斤(42.5磅)水罐
冷卻劑: 11.3公斤(25磅)乙二醇乙酸脂/水溶液
反作用力控制系統推進劑量:287公斤(633磅)
反作用力控制系統推進器:16個推進器,4套,每套4個,每個提供445N推力
反作用力控制系統推進劑: N2O4/UDMH(四氧化二氮/不對稱二甲肼)
反作用力控制系統比衝量: 2.84 kN·s/kg
上升級推進系統推進劑量:2353公斤(5187磅)
上升級推進系統推進器: 15.6kN (3,500 lbf)
上升級推進劑:N2O4/航空肼50 (不對稱二甲肼/聯氨)
APS pressurant: 2個2.9公斤氦氣罐,罐壓21MPa
發動機比沖: 3.05 kN·s/kg
推重比: 0.34 lbf/lb (3.3 N/kg)
Ascent stage delta V: 2,220 m/s (7,280 ft/s)
電池: 2套296 A·h銀鋅電池
電源: 28V直流電, 115V 400Hz交流電

下降級

高:3.2米
直徑:4.2米
支撐腿跨度: 9.4 m (30.8 ft)
最大燃料裝載量: 10,334 kg (22,783 lb)
供水: 1個151公斤水罐
供電: 2套296 A·h銀鋅電池(次系統)
推進劑量: 8,165 kg (18,000 lb)
下降級推進系統推力: 可調範圍為45.04 kN (10,125 lbf)~4.56 kN (1025 lbf)
下降級推進系統推進劑: N2O4/航空肼50 (不對稱二甲肼/聯氨)
DPS pressurant: 1個22 kg超臨界氦罐,罐壓10.72 kPa.
發動機比沖: 3050 N·s/kg
Descent stage delta V: 2,470 m/s (8,100 ft/s)
電池: 4套400 A·h銀鋅電池

登月卡車

阿波羅登月卡車是一個不載人的單獨的下降級,其設計荷載為5公噸。阿波羅卡車的設計目的是向永久月球基地輸送器材和給養,但實際上一直到現在也從未建立一個月球基地。最早構想的方案是:由土星5號火箭將阿波羅卡車和一整組阿波羅太空人一起送入月球軌道,並將阿波羅卡車引導著降落在基地附近,再由月球基地上的太空人把貨物卸下“卡車”,最後送貨的太空人返回地球。

科幻小說版

在肖恩·詹森的小說《冰》中,出現過以登月艙和登月卡車為原型的飛船,小說描寫了一次想像中的阿波羅19號悲劇:登月卡車由土星IB運載火箭運往月球並在預訂降落場降落,之後執行J任務的阿波羅太空人駕駛傳統的登月艙精準的降落在登月卡車附近 (讓人想起皮特·康拉德在阿波羅12號任務中的降落),之後登月艙LM-13號的上升級引擎發生故障而無法點燃,最終把2名太空人困在月球上——事實上在阿波羅計畫中從來沒發生過這樣的事。

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