Description
Apollo 13 sollte die dritte Mission sein, die Menschen auf die Mondoberfläche brachte, aber eine Explosion eines der Sauerstofftanks und die daraus resultierenden Schäden an anderen Systemen führten dazu, dass die Mission abgebrochen wurde, bevor die geplante Mondlandung stattfinden konnte. Die Besatzung, Commander James A. Lovell Jr., Command Module Pilot John L. Swigert Jr. und Lunar Module Pilot Fred W. Haise Jr. wurden am 17. April 1970 sicher zur Erde zurückgebracht.
Missionsprofil
Apollo 13 wurde auf Saturn V SA-508 am 11.April 1970 um 19:13:00 UT (02:13:00 p.m. EST) von Pad 39A im Kennedy Space Center gestartet. Während des Boosts der zweiten Stufe schaltete der Mittelmotor der S-II-Stufe 132 Sekunden zu früh ab, wodurch die verbleibenden vier Motoren 34 Sekunden länger als normal brannten. Die Geschwindigkeit nach dem Brennen von S-II war immer noch um 68 m / s niedriger als geplant, so dass der S-IVB-Orbitaleintrag um 19:25:40 Uhr 9 Sekunden länger als geplant war. Die translunare Injektion erfolgte um 21:54:47 UT, die Trennung von CSM / S-IVB um 22:19:39 UT und das Andocken von CSM-LM um 22:32 Uhr:09 UT. Das S-IVB Auxilliary propulsive System brannte am 12. April um 01:13 UT für 217 Sekunden, um die S-IVB in eine Mondaufprallbahn zu bringen. (Es traf die Mondoberfläche am 14. April um 01:09:41.0 bei 2,75 S, 27,86 W mit einer Geschwindigkeit von 2,58 km / s in einem Winkel von 76 Grad von der Horizontalen.) Am 13. April um 01:27 UT wurde eine Kursmittelkorrektur von 3,4 Sekunden vorgenommen.Eine Fernsehsendung wurde von Apollo 13 von 02:24 UT bis 02:59 UT am 14. April gemacht und ein paar Minuten später, um 03:06:18 UT schaltete Jack Swigert die Ventilatoren ein, um die Sauerstofftanks 1 und 2 im Servicemodul zu rühren. Das Accident Review Board kam zu dem Schluss, dass Drähte, die während der Tests vor dem Flug im Sauerstofftank Nr. 2 beschädigt worden waren, kurzgeschlossen waren und die Teflonisolierung Feuer fing. Das Feuer breitete sich im Tank aus und erhöhte den Druck, bis am 14. April um 3:07:53 UT (10:07:53 EST 13 April; 55:54:53 Mission verstrichene Zeit) der Sauerstofftank Nr. 2 explodierte, den Sauerstofftank Nr. 1 und das Innere des Servicemoduls beschädigte und die Abdeckung der Bucht Nr. 4 abblaste. Da die Sauerstoffspeicher erschöpft waren, war das Befehlsmodul unbrauchbar, die Mission musste abgebrochen werden, und die Besatzung wurde zur Mondlandefähre versetzt und das Befehlsmodul heruntergefahren.
Um 08:43 UT wurde ein Mid-Course-Manöver (11,6 m / s Delta V) mit dem Lunar Module Descent Propulsion System (LMDPS) durchgeführt, um das Raumschiff auf eine freie Rückflugbahn zu bringen, die es um den Mond bringen und zur Erde zurückkehren würde, die am 18. April um 03:13 UT auf den Indischen Ozean gerichtet war. Nach der Rundung des Mondes brennen weitere LMDPS um 02:40:39 UT 15 April für 263.4 Sekunden erzeugten eine Differenzgeschwindigkeit von 262 m / s und verkürzten die geschätzte Rücklaufzeit auf 18:06 UT 17 April mit Splashdown im mittleren Pazifik. Um Energie und andere Verbrauchsmaterialien zu sparen, wurde die Mondlandefähre mit Ausnahme der Umgebungskontrolle, der Kommunikation und der Telemetrie abgeschaltet, und es wurde eine passive Wärmesteuerung eingerichtet. Um 04:32 UT am 16. April führte ein 15-sekündiger LMDPS-Brand bei 10% Gas zu einer Geschwindigkeitsabnahme von 2,3 m / s und erhöhte den Einstiegsflugwegwinkel auf -6,52 Grad. Danach hat die Crew das CSM teilweise mit Strom versorgt. Auf 17 April um 12:53 UT ein 22.4 zweite LMDPS brennen setzen die flug pfad eintrag winkel zu-6,49 grad.Das Servicemodul, das zum Schutz des Hitzeschildes am Kommandomodul befestigt war, wurde am 17. April um 13:15:06 UT abgeworfen und die Besatzung fotografierte den Schaden. Das Kommandomodul wurde eingeschaltet und das Mondmodul um 16:43:02 UT abgeworfen. Alle Teile des Mondmoduls, die den atmosphärischen Wiedereintritt überlebten, einschließlich des SNAP-27-Generators, der den ALSEP-Apparat auf der Mondoberfläche antreiben sollte und 3, 9 kg Plutonium enthielt, fielen nordöstlich von Neuseeland in den Pazifik. Apollo 13 spritzte am 17. April 1970 um 18:07:41 UT (1:07:41 p.m. EST) nach einer Missionszeit von 142 Stunden, 54 Minuten und 41 Sekunden in den Pazifischen Ozean. Der Abspritzpunkt war 21 deg 38 min S, 165 deg 22 min W, SE von Amerikanisch-Samoa und 6,5 km (4 Meilen) vom Bergungsschiff USS Iwo Jima entfernt.
Das Raumschiff war das zweite der Apollo H-Serie. Die Ziele der Mission waren (1) die Erkundung der hügeligen Hochlandregion Fra Mauro auf dem Mond, (2) die Durchführung selenologischer Inspektionen, Vermessungen und Probenahmen von Material in der Fra Mauro-Formation, (3) die Bereitstellung und Aktivierung eines Apollo Lunar Surface Experiments Package (ALSEP), (4) die Weiterentwicklung der Fähigkeit des Menschen, in der Mondumgebung zu arbeiten, und (5) die Aufnahme von Fotos von potenziellen Monderkundungsorten. Diese Ziele sollten von einer nahezu kreisförmigen Mondumlaufbahn und auf der Mondoberfläche bei durchgeführt werden 3 Grad südlicher Breite, 17 Grad westlicher Länge. Obwohl die geplanten Missionsziele nicht erreicht wurden, wurde eine begrenzte Menge an fotografischen Daten erhalten. Lovell war ein Marinekapitän auf seinem vierten Weltraumflug (er war zuvor auf Gemini 7, Gemini 12 und Apollo 8 geflogen), Haise und Swigert waren beide Zivilisten auf ihren ersten Raumflügen. Die Backup-Crew bestand aus John Young, Charles Duke und John Swigert (der Thomas Mattingly in der Prime Crew ersetzte, nachdem die Crew deutschen Masern ausgesetzt war). Das Apollo 13-Kommandomodul „Odyssey“ befindet sich jetzt im Kansas Cosmosphere and Space Center in Hutchinson, Kansas. Es war ursprünglich auf dem Display im Musee de l’Air, Paris, Frankreich.
Raumfahrzeuge und Subsysteme
Wie der Name schon sagt, bestand das Kommando- und Servicemodul (CSM) aus zwei verschiedenen Einheiten: dem Befehlsmodul (CM), in dem die Besatzung, die Raumfahrzeugbetriebssysteme und die Wiedereintrittsausrüstung untergebracht waren, und dem Servicemodul (SM), das die meisten Verbrauchsmaterialien (Sauerstoff, Wasser, Helium, Brennstoffzellen und Kraftstoff) und das Hauptantriebssystem transportierte. Die Gesamtlänge der beiden angebrachten Module betrug 11,0 Meter bei einem maximalen Durchmesser von 3,9 Metern. Block II CSM wurden für alle bemannten Apollo-Missionen verwendet. Die Apollo 13 CSM-Masse von 28.881 kg war die Startmasse einschließlich Treibmittel und Verbrauchsmaterialien, davon hatte das Befehlsmodul (CM 109) eine Masse von 5703 kg und das Servicemodul (SM 109) 23.178 kg.Die Telekommunikation umfasste Sprach-, Fernseh-, Daten- sowie Tracking- und Ranging-Subsysteme für die Kommunikation zwischen Astronauten, CM, LM und der Erde. Sprachkontakt wurde durch ein S-Band-Uplink- und Downlink-System bereitgestellt. Das Tracking erfolgte über einen einheitlichen S-Band-Transponder. Eine lenkbare S-Band-Antenne mit hohem Gewinn, bestehend aus vier Parabolschüsseln mit einem Durchmesser von 79 cm, wurde am hinteren Ende des SM auf einem Klappausleger montiert. Zwei VHF-Scimitar-Antennen wurden ebenfalls am SM montiert. Im CM war auch ein UKW-Rettungsbake montiert. Das CSM-Umweltkontrollsystem regulierte Kabinenatmosphäre, Druck, Temperatur, Kohlendioxid, Gerüche, Partikel und Belüftung und kontrollierte den Temperaturbereich der elektronischen Ausrüstung.
Kommandomodul
Das CM war ein konischer Druckbehälter mit einem maximalen Durchmesser von 3,9 m an seiner Basis und einer Höhe von 3,65 m. Es wurde von einem Aluminiumbienenwabensand gemacht, der zwischen Aluminiumlegierung des Blattes verpfändet wurde. Die Basis des CM bestand aus einem Hitzeschild aus gelöteter Edelstahlwabe, gefüllt mit einem phenolischen Epoxidharz als Ablativmaterial und variierte in der Dicke von 1,8 bis 6,9 cm. An der Spitze des Kegels befand sich eine Luke und eine Andockbaugruppe, die sich mit der Mondlandefähre paaren sollten. Der CM war in drei Fächer unterteilt. Das vordere Fach in der Nase des Kegels hielt die drei 25,4 m Durchmesser Hauptfallschirme, zwei 5 m drogue Fallschirme und Pilot Mörserrutschen für die Landung auf der Erde. Das hintere Abteil befand sich um die Basis des CM und enthielt Treibstofftanks, Reaktionskontrollmotoren, Verkabelung, und Sanitär. Der Mannschaftsraum umfasste den größten Teil des Volumens des Schiffes, etwa 6,17 Kubikmeter Raum. Drei Astronautensofas waren in der Mitte des Abteils nach vorne ausgerichtet. Eine große Zugangsluke befand sich über der Mittelcouch. Ein kurzer Zugangstunnel führte zur Andockluke in der CM-Nase. Im Mannschaftsraum befanden sich die Bedienelemente, Anzeigen, Navigationsgeräte und andere von den Astronauten verwendete Systeme. Das Haus hatte fünf Fenster: eine in der Zugangsluke, eine neben jedem Astronauten in den beiden äußeren Sitzen und zwei nach vorne gerichtete Rendezvous-Fenster. Fünf Silber- / Zinkoxid-Batterien lieferten nach dem Ablösen von CM und SM Strom, drei für den Wiedereintritt und nach der Landung sowie zwei für die Fahrzeugtrennung und den Fallschirmeinsatz. Das CM hatte zwölf 420 N Stickstofftetroxid / Hydrazin-Reaktionssteuerstrahlruder. Das CM bot die Wiedereintrittsfähigkeit am Ende der Mission nach Trennung vom Servicemodul.
Servicemodul
Der SM war ein Zylinder mit einem Durchmesser von 3,9 Metern und 7.6 m lang, die an der Rückseite des CM befestigt war. Die Außenhaut des SM wurde aus 2,5 cm dicken Aluminium-Wabenplatten gebildet. Der Innenraum wurde durch gefräste Aluminium-Radialträger in sechs Abschnitte um einen zentralen Zylinder unterteilt. Auf der Rückseite des im Zentralzylinder montierten SM befand sich ein kardanisch montierter hypergolischer 91,000 N-Motor mit flüssigem Treibmittel und kegelförmiger Motordüse. Die Lagesteuerung erfolgte durch vier identische Bänke von vier 450-N-Reaktionssteuerstrahlrudern, die jeweils um den vorderen Teil des SM um 90 Grad voneinander beabstandet waren. Die sechs Abschnitte des SM enthielten drei 31-Zellen-Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellen, die 28 Volt lieferten, zwei kryogene Sauerstoff- und zwei kryogene Wasserstofftanks, vier Tanks für den Hauptantriebsmotor, zwei für Kraftstoff und zwei für Oxidationsmittel und die Subsysteme die Hauptantriebseinheit. Im zentralen Zylinder waren zwei Heliumtanks montiert. Die Heizkörper des elektrischen Energiesystems befanden sich oben auf dem Zylinder und die Heizkörperpaneele zur Umgebungskontrolle waren unten angeordnet.
Apollo-Programm
Das Apollo-Programm umfasste eine große Anzahl von Testmissionen ohne Besatzung und 12 bemannte Missionen: drei Erdumlaufmissionen (Apollo 7, 9 und Apollo-Sojus), zwei Mondumlaufmissionen (Apollo 8 und 10), ein Mondschwingflug (Apollo 13) und sechs Mondlandemissionen (Apollo 11, 12, 14, 15, 16, und 17). Zwei Astronauten aus jeder dieser sechs Missionen gingen auf den Mond (Neil Armstrong, Edwin Aldrin, Charles Conrad, Alan Bean, Alan Shepard, Edgar Mitchell, David Scott, James Irwin, John Young, Charles Duke, Gene Cernan und Harrison Schmitt), die einzigen Menschen, die einen anderen Körper des Sonnensystems betreten haben. Die Gesamtfinanzierung für das Apollo-Programm belief sich auf rund 20.443.600.000 US-Dollar.