Uwaga: Aby uczcić 40. rocznicę misji Apollo 13, przez 13 dni w Space Magazine będzie prezentowane „13 rzeczy, które uratowały Apollo 13”, omawiając różne punkty zwrotne misji z inżynierem NASA Jerrym Woodfillem.
Zerwanie i eksplozja zbiornika tlenu Apollo 13 sparaliżowały statek kosmiczny, zagrażając życiu załogi i uniemożliwiając lądowanie na Księżycu. Jednak wraz z postępem niebezpiecznego lotu pojawiły się kolejne problemy. Utrzymanie statku kosmicznego na właściwej trajektorii było dużym wyzwaniem dla kontroli misji, a zwłaszcza dla załogi. Zwykle komputery na statku pozwalały na większą część nawigacji, ale z powodu utraty modułu serwisowego jako źródła zasilania elektrycznego nawet zapasowe funkcje nawigacji i celowania były niedostępne. Ograniczona moc baterii Landera wymagała wyłączenia komputera sterującego. Astronauci musieli także użyć sekstanta na pokładzie, aby potwierdzić swoją lokalizację, obserwując gwiazdy, podobnie jak nawigowali starożytni żeglarze. „Jest trzydzieści siedem gwiazd - a jedna to słońce”, powiedział Jerry Woodfill, inżynier Apollo, „który zapewnił dokładny sposób wyrównania platformy komputerowej statku kosmicznego, aby umożliwić astronautom pokonywanie nieba.”
Ale eksplozja czołgu zatopiła statek kosmiczny Apollo 13 w szczątki. Komandor Jim Lovell i jego załoga nie mogli odróżnić gwiazd od cząstek, które lśniły w świetle słonecznym. „Sytuacja polegała na tym, że bez możliwości zobaczenia gwiazd nie można było nawigować” - powiedział Woodfill.
Ale NASA miała zapasowy plan nawigacji, dzięki wnikliwemu pracownikowi wykonawcy NASA. Ten nowatorski sposób nawigacji został wypróbowany tylko raz w kosmosie. A przypadkiem astronautą, który go używał, był Jim Lovell podczas swojego poprzedniego lotu - Apollo 8 - który okrążył Księżyc w grudniu 1968 roku.
Pracownik TRW - który był wykonawcą wielu systemów i procedur nawigacyjnych dla NASA - pomyślał kiedyś o nietypowym zapasowym planie nawigacji. „Ten facet jest moim przyjacielem i sąsiadem” - powiedział Woodfill. „Opowiadając mi historię, powiedział, że przyszła mu do głowy myśl o astronautach Apollo używających gwiazd do nawigacji. Co jeśli gwiazdy nie byłyby widoczne? Było to bardzo mało prawdopodobne, ponieważ nie ma chmur, mgły ani dymu, które mogłyby ukryć gwiazdy przed astronautami. Niemniej jednak myśl ta po prostu nie przestanie istnieć. Wkrótce przyszedł mi do głowy pomysł. Dlaczego nie skorzystać z terminatora na Ziemi? ”
Terminator jest linią wyznaczającą noc i dzień na Ziemi; gdzie świeci słońce i gdzie jest ciemno.
Przyjaciel Woodfilla zorientował się w geometrii i napisał program komputerowy, aby zweryfikować pomysł. Przedstawił propozycję na tablicy nawigacyjnej, która zatwierdziła tę technikę, aby została wprowadzona do komputerów w Centrum kontroli misji.
Dzięki nietypowym okolicznościom, które można by nazwać przypadkami, Lovell eksperymentował z planem tworzenia kopii zapasowych podczas Apollo 8.
Lovell służył jako nawigator pierwszej załogowej misji na orbicie Księżyca. W ramach przygotowań do powrotu na Ziemię dokonał obserwacji gwiazdy i wprowadził współrzędne do prymitywnego komputera statku kosmicznego Apollo za pomocą „DSKY” (wyświetlacz i klawiatura). Zamiast naciskać klawisz ENTR (enter), niechcący nacisnął sąsiedni klawisz CLR (wyczyść), kasując całe ustawienie nawigacyjne.
„Lovell skonsultował się z Mission Control, czy powtórzyć obserwację gwiazd sekstanta”, powiedział Woodfill, „i ktoś zdał sobie sprawę, że będzie to okazja, aby przetestować zapasowe„ siedzisko spodni ”w nawigacji za pomocą terminatora na Ziemi. I zadziałało! Ale potem wszyscy o tym zapomnieli, aż… zgadnijcie kiedy?
Początkowo załoga Apollo 13 była w stanie użyć Słońca jako „znacznika”, aby pomóc w prowadzeniu statku kosmicznego, aby potwierdzić, że są na właściwej ścieżce, i była w stanie wystrzelić silniki LM w celu korekty kursu za pomocą przeniesionej platformy nawigacyjnej z Moduł dowodzenia.
Ale gdy Apollo 13 wrócił na Ziemię, oficerowie Reentry (RETRO) i Nawigacji, Nawigacji i Kontroli (GNC), patrząc na analizę trajektorii, zauważyli, że statek kosmiczny zbliża się zbyt „płytko”, to znaczy, Apollo 13 zmierzał atmosferę i na zawsze w kosmos. Coś wydawało się „wysadzać” statek kosmiczny z kursu. Później odkryto, że odpowiedzialne było chłodzenie par z lądownika. Ponieważ żaden lądownik nie był obecny na poprzednich misjach podczas podróży powrotnej z Księżyca, tak tajemniczego „wiatru” nigdy nie napotkano przed ponownym wejściem na Ziemię.
Potrzebne było kolejne poparzenie, ale pomoc systemu nawigacyjnego nie byłaby dostępna, ponieważ zasilanie systemu nawigacyjnego lądownika, jego żyroskopów, komputera itp. Zużyłoby zbyt dużo energii elektrycznej.
Oto pomocna metoda nawigacji, z którą Lovell eksperymentował na Apollo 8.
„Gdyby można zastosować podejście polegające na„ martwym obliczeniu ”, energia elektryczna nie byłaby potrzebna” - powiedział Woodfill. „Wystarczy skierować pojazd w prawidłowy sposób, uruchomić silnik i zatrzymać go w oparciu o przewidziany czas działania Mission Control”. Lovell spojrzał na linię terminatora Ziemi i kontrolował „odchylenie” statku kosmicznego, Haise kontrolował „skok”, a Swigert mierzył go dokładnym zegarkiem Omega Speedmaster.
Raport nawigacji dla Apollo 13 opisuje to w następujący sposób:
„Kawałki terminatora Ziemi umieszczono na osi Y COAS. Oświetloną część Ziemi umieszczono na szczycie siatki celowniczej. Nastawienie na skok osiągnięto poprzez umieszczenie Słońca w górnej części AOT (patrz poniżej). Ta procedura skierowała oś LM + Z na Ziemię i wyrównała ruch wstecz osi LM + X wzdłuż lokalnego poziomu. Przeprowadzono wyrównanie osi ciała AGS, a następnie przejście AGS do trybu automatycznego zatrzymania pozycji. Wykonano manewr polegający na spaleniu, a następnie dokonano kolejnego ustawienia osi ciała. ”
Woodfill powiedział, że podobało mu się ponowne wprowadzenie przez Hollywood procedury w filmie „Apollo 13”. Chociaż ruchy statków kosmicznych na niebie są całkowicie przesadzone, scena, w której Tom Hanks, Bill Paxton i Kevin Bacon konfigurują i wykonują spalanie terminatora, jest ogólnie dokładna.
Wystarczy powiedzieć, że procedura zadziałała dla hollywoodzkich dramatów, ale co ważniejsze, uratowała życie Lovellowi, Haise i Swigertowi.
Jutro część 6: Ogień
Inne artykuły z serii „13 rzeczy, które uratowały Apollo 13”:
Wprowadzenie
Część 3: Odra Charliego Duke'a
Część 4: Używanie LM do napędu
Część 5: Niewyjaśnione wyłączenie silnika centralnego Saturn V.
Część 7: Ogień Apollo 1
Część 8: Moduł dowodzenia nie został zerwany
Również:
Więcej pytań czytelnika o Apollo 13 Odpowiedzi udzielił Jerry Woodfill (część 2)
Ostatnia runda Apollo 13 pytań, na które odpowiedział Jerry Woodfill (część 3)
