Dobyvani vesmiru #3 - Projekt Apollo Mystery Cache

Dobyvani vesmiru #3 - Projekt Apollo

Program Apollo (1961–1972) byl americky program pilotovanych kosmickych letu realizovany americkym Narodnim uradem pro letectvi a kosmonautiku (NASA). Jeho cilem, ktery vyhlasil prezident John Fitzgerald Kennedy, bylo pristani lidi na Mesici a jejich navrat na Zem. Tohoto cile bylo poprve dosazeno v roce 1969.

Zakladnim technickym programu prostredkem byla kosmicka loď Apollo, vynasena prevazne nosici Saturn 1B a Saturn V z kosmodromu Cape Canaveral na Floride v USA.

Apollo (kosmicka loď) - popis lodi

Velitelsky modul

Velitelsky modul (CM z anglickeho Command Module) mel tvar kuzele s vyskou 3,4 metru, nejvetsim prumerem 3,9 metru a hmotnosti 5,5 tuny. Vlastni vnitrni tlakova kabina byla vyrobena z hlinikove slitiny o tloustce 6,4 az 38 mm. Na ni byl z vnitrni i vnejsi strany prilepeny hlinikovy plech tlusty 0,25 az 2,3 mm. Na vrcholu kabiny byl prulez o prumeru 736 mm. Posadka do velitelskeho modulu nastupovala dalsim prulezem, ve kterem bylo okno. Na stenach kabiny se nachazela dalsi ctyri okna. Vnejsi stenu kabiny tvoril tepelny stit, protoze pri navratu do zemske atmosfery dosahovala teplota na jeho povrchu az 2 700° C.

Prostor mezi tepelnym stitem a kabinou byl vyplneny dvema vrstvami izolace z kremikovych vlaken. Velitelsky modul byl jedinou casti lodi, ktera byla vybavena tepelnym stitem, protoze jako jedina cast se vracela skrz zemskou atmosferu a pristavala v mori. Kabina obsahovala tri kresla pro posadku.

Servisni modul

Servisni modul (SM z anglickeho Service Module) mel tvar valce dlouheho priblizne 6,71 m s prumerem 3,61 m. sesti hlinikovymi prickami je rozdeleny na 6 sekci, z nichz 2 obsahuji nadrze na okyslicovadlo a 2 palivo pro motor servisniho modulu. V dalsich dvou castech se nachazely palivove clanky a nadrze na kyslik, vodik a dusik. Motor servisniho modulu oznacovany ako (SPS) dokazal vyvinout tah 91,2 kN a zajistoval vsechny kriticke manevry: navedeni na obeznou drahu okolo Mesice, opusteni obezne drahy Mesice a vetsi korekce drahy. Servisni modul nesl take vetsinu trysek systemu RCS (Reactive Control System), ktery zarucoval stabilizaci a orientaci lode.

Lunarni modul

Lunarni modul byla jedina cast lode, ktera se dostala az na povrch Mesice. Ma vysku 7,6 m, maximalni prumer 3,73 metru a startovaci hmotnost priblizne 14 500 kg. Skladala se ze dvou casti; z pristavaciho a startovaciho stupne. Pri startu z povrchu Mesice se vesmirna loď rozdelila a pristavaci stupen zustal na povrchu.

Pristavaci cast mela 4 "nohy". Startovaci stupen tvorila pretlakova kabina a pristrojovy usek. Ve vlastni pilotni kabine se nachazely palubni pristroje, pocitace, klimatizace, system zasobovani elektrickou energii, kryt startovaciho motoru a po stranach nadrze pohonnych hmot. V pristrojovem useku byly nadrze s heliem pro tlakovani pohonneho systemu a nadrze s kyslikem a vodou. Voda slouzila k piti, ale take k chlazeni a v pripade nouze i na uhaseni pozaru. V pristavacim modulu se nenachazela zadna kresla pro posadku, astronauti pri vsech manevrech stali. Na prestup posadky mezi velitelskym a lunarnim modulem behem letu slouzil prulez ve strope tlakove kabiny. Druhy, ctvercovy prulez, slouzici k vystupu na mesicni povrch, byl na dne pretlakove kabiny. Pretlakova kabina mela 3 okna, dve po stranach hlavni paluby, treti (stretavaci) nad hlavou velitele. Komunikacni system tvorily dva vysilace a dva prijimace.

Uprostred pristavaciho stupne byl pristavaci motor (DPS - Descent Propulsion System). Byl pohaneny palivem, skladajicim se z 50 % asymetrickeho dimethylhydrazinu a 50 % monomethylhydrazinu. Maximalni tah motoru byl 4 380 kp. Startovaci motor (APS - Ascent Propulsion System) dokazal ve vakuu vyvinout maximalni tah 1 590 kp. Tah obou motoru bylo mozne regulovat. Ke stabilizaci lode slouzily dva nezavisle stabilizacni systemy, kazdy s osmi motory. Za normalnich podminek pracovaly oba systemy paralelne, v pripade nouze vsak bylo mozne loď stabilizovat jen jednim z nich.

Elektrickou energii lunarnimu modulu na rozdil od velitelskeho a servisniho dodavaly zinko-stribrne palivove clanky, protoze jsou lehci a spolehlivejsi nez vodikovo-kyslikove. ctyri clanky byly v pristavacim, dva ve startovacim stupni.

Saturn V - vicestupnova nosna raketa

Saturn V (Saturn 5) je americka vicestupnova nosna raketa, pouzivana v programu Apollo a Skylab. Byla to nejvetsi raketa typu Saturn, i kdyz NASA mela pripravene navrhy i vetsich a silnejsich raket, napriklad rakety Nova. Saturn V byl navrzen a vyvinut v Marshall Space Flight Center pod vedenim Wernhera von Brauna, ktery v prubehu druhe svetove valky pracoval na nemeckem programu raketovych strel V2. Hlavnimi dodavateli byly firmy Boeing, North American Aviation, Douglas Aircraft a IBM.

Od 1967 do 1973 NASA vypustila trinact raket Saturn V bez toho, aby ztratila jedinou. Apollo 6 a Apollo 13 mely sice poruchy motoru, palubni pocitace to ale dokazaly eliminovat tim, ze ostatni motory nechaly bezet dele. Hlavni ulohou techto raket bylo vynest kosmickou loď Apollo, ktera potom dopravila kosmonauty NASA na Mesic. Tyto rakety tez vynesly kosmickou stanici Skylab a byly planovany i jako hlavni nosne rakety pro pozdeji zruseny program kosmickych sond na Mars (Voyager). Tento projekt byl v roce 1976 nahrazen programem Viking.

Saturn V byl vice nez 110 m vysoky s prumerem 10 m. Naplnen palivem vazil necele tri tisice tun, byl schopen vynest 118 000 kg uzitecneho nakladu na nizkou obeznou drahu Zeme.[11] Pro porovnani, vyskou by se vyrovnal nejvetsimu mrakodrapu v ceske republice City Tower na Pankraci.. Svymi parametry tedy vysoce prevysoval vsechny do te doby postavene nosne rakety.

Saturn V byl navrzen v Marshall Space Flight Center v Huntsville. Pouzival nove vykonne motory F-1 a J-2. Vyvojari od pocatku vychazeli z technologii a zkusenosti ziskanych pri vyvoji rakety Saturn I. Treti stupen, S-IVB, rakety Saturn V byl postaven na zaklade druheho stupne S-IV rakety Saturn I a byl identicky s druhym stupnem Saturnu IB. Pristrojova sekce, ktera kontrolovala vsechny merene veliciny a ridila Saturn V behem aktivni faze letu, byla dalsim vyvojovym stupnem jednotek pouzitych uz na Saturnu I a byla identicka s jednotkou Saturnu IB.[12]

Saturn V se skladal z tri stupnu a pristrojove casti, ktere byly vyvinuty a dodany spolecnostmi Boeing North American Aviation a Douglas Aircraft. V soucasnosti je vlastnikem vsech tri dodavatelu firma The Boeing Company. Dodavatelem motoru byla spolecnost Rocketdyne. Dalsimi subdodavateli byly napriklad spolecnosti IBM, Honeywell, Texas Instruments, Chrysler.

Vsechny tri stupne pouzivaly i male motor na tuhe palivo spolecnosti Thiokol, ktere po oddeleni stupen zpomalily a zabranily tak zpetnemu kontaktu popripade srazce. Dalsi serie pomocnych motoru, tentokrat na kapalne pohonne latky, byla umistena na tretim stupni. Jejich ukol byl dodat stupni pocatecni impuls, pri druhem zazehu. Druhy zazeh probihal ve stavu beztize a toto „postrceni“ bylo potreba pro natlaceni kapalneho paliva k sacimu hrdlu turbocerpadel.

V pripade, ze by preruseni letu vyzadovalo zniceni rakety, prislusny pracovnik Eastern Test Range by vyslal povel k aktivaci sebedestrukcni sekvence. Nejprve mely byt odstaveny motory, pote by byl aktivovan unikovy system, ktery by zajistil oddeleni velitelskeho modulu a oddalil ho od rakety. Pote by byly odpaleny tvarove naloze, ktere byly navrzeny na presne protrzeni nadrzi a bezpecny rozptyl pononnych latek do okoli.

Saturn V - startovaci sekvence misi na Mesic

Sekvence S-IC

Prvni stupen horel 2,5 minuty, vynesl raketu do vysky 61 kilometru a udelil ji rychlost 8600 km/h. Pritom spalil 2 000 000 kg paliva.

8,9 sekundy pred startem se zacala sekvence zapaleni prvniho stupne. Nejprve byl zapalen stredni motor, nasledovany protilehlymi pary motoru s 300milisekundovym zpozdenim. Ve chvili, kdy palubni pocitace zaznamenaly plny tah, byla raketa ve dvou krocich uvolnena. Nejprve se odpojila zadrzovaci ramena startovaci veze a potom, kdyz raketa zacala smerem nahoru zrychlovat, byly do pul sekundy odstraneny ostatni kovove casti, kterymi byla raketa prichycena k vezi. Kdyz se raketa zacala pohybovat smerem vzhuru, neexistoval, v pripade selhani motoru, bezpecny zpusob, jak ji dostat zpet na zem.

Trvalo priblizne sest sekund, nez raketa opustila vez. Kdyz opoustela vez, pootocila se, aby si zabezpecila dostatecnou volnost v pripade protivetru nebo selhani motoru. Ve vysce 130 metru se raketa zacala otacet a naklanet do spravneho azimutu. Od startu az do 38. sekundy po zapaleni druheho stupne, Saturn V letel predprogramovanym sklonem podle prevladajicich vetru v mesici startu. ctyri bocni motory se odklonily od centralniho, aby v pripade, ze se nektery z nich vypnul drive, ostatni smerovaly k tezisti rakety. Saturn V zrychloval. Ve vysce dvanacti kilometru mel rychlost 500 m/s

Asi 80 sekund po startu raketa dosahla bodu maximalniho dynamickeho tlaku („Max Q“). Dynamicky tlak na raketu je primo umerny atmosferickemu tlaku v okoli rakety a druhe mocnine rychlosti. I kdyz se rychlost dale zvysovala, dynamicky tlak se vzrustajici vyskou klesal.

135,5 sekund po startu byl vypnut centralni motor, aby se snizilo pretizeni. Raketa se totiz po spaleni paliva stala lehci a motor F-1 se nedal priskrtit, takze to byl nejjednodussi zpusob. Posadka zazila nejvetsi pretizeni, 4 g (39 m/s2), tesne pred oddelenim prvniho stupne. Ostatni motory pokracovaly v cinnosti az dokud nevycerpaly okyslicovadlo nebo palivo, coz bylo signalizovano senzory v nasavani. 600 milisekund po zastaveni motoru byl prvni stupen pomoci zpetnych raket na tuhe palivo oddelen.

Stalo se to ve vysce okolo 62 km. Prvni stupen pokracoval setrvacnosti v letu az do vysky 110 km a potom dopadl do Atlantickeho oceanu asi 560 km od startovaci rampy.

Sekvence S-II

Po oddeleni stupne S-IC se na 6 minut zapalil druhy stupen S-II, ktery dostal loď do vysky 185 km a udelil ji rychlost 24 600 km/h, blizke orbitalni rychlosti.

Zapaleni druheho stupne probihalo ve dvou krocich. V prvnim kroku se na ctyri sekundy zapalilo osm raketovych motoru na pevne palivo, aby udelilo rakete pozitivni zrychleni. Pote se zapalilo pet motoru J-2. V druhem kroku, asi tricet sekund po oddeleni prvniho stupne, byl od druheho stupne oddelen mezistupen. Toto byl dukladne kontrolovany manevr, protoze bylo nepripustne, aby se mezistupen dotknul kterehokoliv z motoru a vzdalenost od nich byla jen jeden metr. V stejnem case jako mezistupen byl oddelen i unikovy system.

38 sekund po zapaleni druheho stupne automaticka kontrola letu Saturnu V prepnula z predprogramovaneho rizeni sklonu rakety na interaktivni, ktere zabezpecovala pristrojova jednotka rakety na zaklade udaju o zrychleni a vysce. Pokud pristrojova jednotka neudrzela raketu v stanovenych hranicich, posadka mohla prebrat rizeni pomoci rucniho rizeni v kabine.

Asi 90 sekund pred oddelenim druheho stupne byl vypnut centralni motor, aby se snizila vyskova pogo oscilace. Pristroj, ktery potlacoval tuto oscilaci, byl poprve nainstalovan v misi Apollo 14, ale centralni motor byl i tak vypnut drive. V tu chvili se hladina tekuteho kysliku snizila, coz zmenilo pomer obou dvou slozek paliva, aby se zajistilo, ze po oddeleni druheho stupne v nadrzi zustane co nejmene paliva.

Na dne kazde nadrze S-II bylo pet senzoru. Kdyz dva z nich zustaly nezakryte, pristrojova jednotka iniciovala oddeleni druheho stupne. O jednu sekundu pozdeji byl stupen oddelen a za dalsich deset sekund se zapalil treti stupen. S-II dopadl asi 4200 km od startovaci rampy.

Sekvence S-IVB

Treti stupen byl zapalen na nasledujici 2,5 minuty, stalo se to priblizne 12 minut po startu. Ke kosmicke lodi zustal pripojen dva a pul obehu na parkovaci obezne draze okolo Zeme, zatimco kosmonauti kontrolovali loď a raketu, aby se ujistili, ze vsechny systemy pracuji normalne.

Na rozdil od predchazejiciho oddeleni, toto oddeleni nebylo dvojfazove. Mezistupen mezi druhym a tretim stupnem zustal totiz pripojen k druhemu stupni (i kdyz byl vyroben jako soucast tretiho).

10 minut a 30 sekund po startu byl Saturn V ve vysce 164 km a 1700 km vzdalen od mista startu. Po zhruba 5 minutovem zazehu byl motor tretiho stupne vypnut. Loď byla ve vysce okolo 180 km. To je velmi nizka obezna draha, ktera neni dlouhodobe stabilni. Je to zpusobeno brzdenim o zemskou atmosferou. Jen pro dve mise Saturnu V — Apollo 9 a Skylab, byla obezna draha vyssi. Nasledujici dva a pul obehu bylo vyuzito pro rizeni lodnich systemu a pripravu lode na TLI manevr (Trans Lunar Injection), kterym se loď dostala na drahu k Mesici.

TLI prisel priblizne dve a pul hodiny po startu. Byl znovu zazehnut treti stupen, aby vynesl loď k Mesici. S-IVB horel temer sest minut. Rychlost cele lode pri jeho oddeleni prekrocila 10 km/s a dosahla tedy unikovou rychlost. Nekolik hodin po manevru TLI byl Velitelsky a servisni modul (CSM) oddelen od tretiho stupne, otocen o 180 stupnu a pripojen k lunarnimu modulu, ktery byl v prubehu startu ulozen pod nim. CSM a LM se potom oddelily od tretiho stupne.

Pokud by treti stupen zustal na stejne draze jako kosmicka loď, mohl by to ohrozit dalsi prubeh mise, takze byl vypusten zbytek paliva z nadrzi a tim se zmenila jeho trajektorie. Po rozhodnuti ridiciho strediska, treti stupne misi Apollo 13 a pozdejsich dopadly na Mesic. Seizmometry, ktere zanechaly na povrchu predchazejici mise dopad zaznamenaly a informace pomohly zmapovat nitro Mesice. Treti stupne z prechazejicich vyprav (krome Apolla 9 a Apolla 12) byly navedeny na prulet okolo Mesice a poslany na heliocentrickou drahu. Treti stupen Apolla 9 S-IVB byl na slunecni orbitu poslan primo.

Stupen S-IVB z mise Apolla 12 mel jiny osud. 3. zari 2002 Bill Yeung objevil podezrelou planetku, kterou docasne oznacil J002U3. Vypadalo to, ze obiha okolo Zeme a brzy bylo specialni analyzou zjisteno, ze jeji povrch je pokryt bilym oxidem titanicitym, stejnym, jaky se pouzil na natreni Saturnu V. ridici stredisko mise planovalo poslat ho po pruletu okolo Mesice na slunecni orbitu, zazeh po oddeleni od kosmicke lode Apollo trval prilis dlouho a S-IVB poslal na kvazi stabilni drahu okolo Zeme a Mesice. V roce 1971 se predpokladalo, ze po serii gravitacnich turbulenci vstoupi na obeznou drahu okolo Slunce a vrati se na zemskou orbitu o 31 let pozdeji. Zemskou orbitu opustil v cervnu 2003.

Mise s posadkou

A ted par otazek ke zjisteni souradnic finalni cache

1. Kdo mel byt puvodnim clenem posadky Apollo 13 misto Swigerta?

a) Irwin A = 4

b) Cernan A = 6

c) Mattingly A = 8

2. Ktery z astronautu hral na Mesici golf?

a) Sheppard B = 5

b) Conrad B = 2

c) Scott B = 8

3. Kdo byl jako jediny z 12-ti astronatu, kteri se prochazeli na Mesici, puvodem vedecky odbornik?

a) Schmitt C = 4

b) Duke C = 9

c) Irwin C = 1

4. U jake umele sondy pristalo Apollo 12?

a) Surveyor 1 D = 0

b) Surveyor 3 D = 2

c) Surveyor 5 D = 6

5. Do kdy trvala karantena posadky Apollo 11, ktera se na Zemi vratila 24.cervence 1969?

a) do 31.cervence 1969 E = 9

b) do 4.srpna 1969 E = 3

c) do 11.srpna 1969 E = 6

6. Kolik kilogramu vzorku privezla posadka Apollo 16?

a) 77,05 kg F = 0

b) 95,71 kg F = 3

c) 110,52 kg F = 8

Finalni cache se nachazi na souradnicich

N 50° 02.(b+d)(c+d)(e-c)

E 014° 41.(d+f)(c+f)(a-d)

Nezapomente si opsat bonusove cislo Z

Dalsi kesky ze serie Dobyvani vesmiru

Dobyvani vesmiru #1 - Projekt Mercury

Dobyvani vesmiru #2 - Projekt Gemini

Dobyvani vesmiru #4 - Bonus cache