Что случилось со ступенью спуска Аполлона-13 LM?

В отчетах о миссии «Аполлон-13» я вижу, что двигатель посадочной ступени LM использовался для приведения объединенных космических кораблей на траекторию возвращения на Землю, и что экипаж оставался на ступени подъема LM незадолго до повторного входа в атмосферу и возвращения на Землю.

Вот мой вопрос. Можем ли мы предположить, что ступень спуска оставалась прикрепленной к «Водолею» на всем пути и поэтому сгорала при входе в атмосферу вместе со ступенью подъема?

Я не видел никаких отчетов, указывающих на то, что ступень спуска была сброшена после запуска двигателей ступени спуска и исчерпания запаса топлива.

Почему бы его не выбросить за борт, если бы это было не так? Он выполнил свою задачу и помешал бы в случае необходимости использовать двигатель подъемной ступени. Это было бы мертвым грузом.

Собственный вес не проблема, если вы не маневрируете.
На самом деле, если вы намерены не маневрировать, держать собственный вес идеально. Помните, что вся проблема началась с выхода из строя гидробака. Такое событие, по сути, является непреднамеренным ожогом. Чем больше у вас вес, тем меньше будет изменение вашей скорости из-за такого события; а=Ф/м.
Вопрос в заголовке отличается от вопроса в последнем абзаце. Последнее, кажется, является тем, на что люди сосредоточились. Каков ваш фактический, единственный вопрос?
Разве отбрасывание чего-либо из того, что уже было ускорено, на самом деле не означает потерю отличного импульса (если только импульс не является именно тем, что вам больше не нужно)?
@rackandboneman Когда вы выбрасываете за борт, вас толкают в противоположном направлении. Так что, если вы направите свой корабль правильно, вы получите небольшую помощь, не большую, но каждую маленькую помощь.

Ответы (3)

Давайте посмотрим на Apollo By The Numbers :

введите описание изображения здесь

Осталось много неиспользованного топлива (аэрозин 50) и окислителя (четырехокись азота) на этапе спуска Аполлона-13 LM, 55 %. Нет необходимости использовать топливо на этапе всплытия. ЖМ топливо не использовалось для одного сжигания, необходимо было пять сжиганий, последнее около пяти часов перед приводнением.

введите описание изображения здесь

ДДУ – двигательная установка спуска, РСУ – система управления реакцией. Из таблицы 1 «Наведение, навигация и управление Аполлона-13» .

Но другие запасы кислорода, воды и заряда батареи были намного больше на этапе спуска, чем на этапе всплытия. Поэтому было необходимо как можно дольше сохранять стадию спуска не только для топлива.

На этапе спуска был большой баллон на 48 фунтов кислорода при давлении 3000 фунтов на квадратный дюйм, но только два небольших баллона, каждый на 2,4 фунта кислорода при давлении 900 фунтов на квадратный дюйм на этапе подъема. 90 % доступного кислорода для дыхания было запасено на этапе спуска. См. ОТЧЕТ ОБ ОПЫТЕ АПОЛЛОНА — ПОДСИСТЕМА КОНТРОЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ЛУННОГО МОДУЛЯ на стр. 8.

Срок службы LM составлял всего 45 часов, и его нужно было увеличить до 90 часов. С кислородом проблем не было. Одного полного спускаемого бака LM было бы достаточно, и, кроме того, имелись два кислородных баллона подъемных двигателей и два рюкзака, запас кислорода которых никогда не использовался бы на лунной поверхности. В двух аварийных бутылках поверх этих рюкзаков было по шесть или семь фунтов каждая. (При сбросе LM, непосредственно перед входом в атмосферу, осталось 28,5 фунтов кислорода, более половины того, что было доступно после взрыва)

Шесть батарей в LM выдавали электроэнергию, четыре на ступени спуска по 400 Ач каждая и две на ступени подъема по 296 Ач каждая. Таким образом, 73 % доступной энергии батареи располагалось на этапе спуска. При наличии ступени спуска все шесть аккумуляторов можно было подключать к обеим шинам постоянного тока по отдельности или отключать по мере необходимости.

Все некритические системы были отключены, а потребление энергии было снижено до одной пятой от нормального, в результате чего на момент сброса «Аквариуса» осталось 20 процентов электроэнергии нашего LM.

Вода LM хранилась в большом резервуаре ступени спуска (332 фунта) и в двух небольших резервуарах ступени подъема (42 фунта каждая), см. стр. 5 отчета. Вода нужна была не только для питья и приготовления обезвоженной пищи, большая часть ее требовалась для охлаждения электроники. Даже батареи на этапах подъема и спуска охлаждались водой для отвода избыточного тепла. Вода испарялась в сублиматорах для отвода избыточного тепла от контуров теплоносителя.

Экипаж экономил воду. Они сократили потребление до шести унций в день, что составляет пятую часть нормального потребления, и использовали фруктовые соки; они ели хот-доги и другие продукты в мокрой упаковке, когда вообще ели. Экипаж страдал от обезвоживания на протяжении всего полета и установил рекорд, который стоял во всем Аполлоне: Ловелл потерял четырнадцать фунтов, а экипаж потерял в общей сложности 31,5 фунта, что почти на 50 процентов больше, чем у любого другого экипажа. Эти строгие меры привели к тому, что экипаж финишировал с 28,2 фунтами воды, что составляет около 9 процентов от общего количества.

Цитаты с этой страницы НАСА.

Спусковая ступень со всеми припасами вовсе не лежала мертвым грузом.

@JCRM LM использовал гиперголическое топливо, а не криогенный кислород. Но кислород был необходим космонавтам для дыхания.
@JCRM Я полагаю, что смысл перечисления информации о топливе состоял в том, чтобы сообщить, что на ступени спуска осталось более чем достаточно топлива, поэтому утверждения ОП о том, что запас топлива был исчерпан и что мог понадобиться двигатель ступени подъема, были дефектный.

Независимо от расходных материалов, основной проблемой спускаемого аппарата был РИТЭГ.

Каждый «Аполлон-ЛМ» нес небольшое ядерное устройство, содержащее около 4 кг плутония, которое должно было быть оставлено на Луне, компактный ядерный генератор, который будет питать эксперименты, оставленные на Луне на долгие годы. См. СТР. 67 оригинального пресс-релиза НАСА.

Повторный вход Аполлона-13 был рассчитан таким образом, чтобы все уцелевшие части спускаемого модуля Водолея оказались в желобе Тонга в южной части Тихого океана. Плутоний гроб был спроектирован так, чтобы выдержать повторный вход в атмосферу, и действительно было подтверждено, что он приводнился в ожидаемом месте.

В собственном FAQ НАСА по RPS упоминается об этом в разделе «Были ли какие-либо предыдущие сбои с космическими ядерными системами?» раздел

В измененном плане миссии LM Jettison упоминается на 141-м часу миссии, даже после SM.

Что это было за ядерное устройство?
@ ThorbjørnRavnAndersen: РИТЭГ , как говорится в ответе. Хотя некоторые ссылки для справочной информации действительно были бы полезны, просто поиск в Google для apollo rtg дает множество результатов, включая эту статью в журнале , эту страницу с nasa.gov и даже эти вопросы и ответы прямо здесь, на space.SE .
выглядит просто отлично!
Я никогда не знал, что в миссиях Аполлона были РИТЭГи, я почему-то всегда предполагал, что они были более поздней разработкой. ТИЛ.
@IlmariKaronen Думаю, я ответил на более старую версию ответа.
@Ruadhan2300 ядро ​​​​«выработка электроэнергии за счет разницы температур металлических соединений» восходит к 1800-м годам и было вариантом для питания таких вещей, как радио, в узком временном интервале между бытовым трубопроводным газом и бытовой электросетью. Тем не менее, RTG, безусловно, является идеальным вариантом использования этой концепции.

Этапы восхождения и нисхождения Водолея оставались вместе до повторного входа.

Как описано в этом QA , этап спуска нес большую часть энергии батареи, кислорода и воды. В частности, мощность батареи была ограничивающим фактором для выживания Аполлона-13, поэтому этап спуска нужно было сохранить до самого последнего момента.

Как отмечает Уве, осталось более половины топлива ступени спуска (использование большего количества топлива могло бы еще больше сократить обратный полет, но привело бы к посадке командного модуля не в тот океан), поэтому в двигателе ступени подъема не было необходимости.

"сократили полет еще больше " ?
@JCRM: Было решение, позволяющее потратить полтора дня на обратный путь, используя все топливо на этапе спуска и половину этапа подъема. С учетом сокращения времени ресурсов ступени восхождения хватило бы. Они этого не сделали, потому что не хотели подвергать теплозащиту воздействию холода.