Descripción
El Apolo 13 estaba destinado a ser la tercera misión para llevar humanos a la superficie de la Luna, pero una explosión de uno de los tanques de oxígeno y el daño resultante a otros sistemas resultó en que la misión se abortara antes de que el aterrizaje lunar planificado pudiera tener lugar. La tripulación, el comandante James A. Lovell, Jr., el piloto del módulo de mando John L. Swigert, Jr., y el piloto del módulo lunar Fred W. Haise, Jr., fueron devueltos a salvo a la Tierra el 17 de abril de 1970.
Perfil de la Misión
El Apolo 13 fue lanzado en el Saturno V SA-508 el 11 de abril de 1970 a las 19:13:00 UT (02:13:00 p. m.EST) desde la plataforma 39A del Centro Espacial Kennedy. Durante la segunda etapa, el motor central de la etapa S-II se cortó 132 segundos antes, causando que los cuatro motores restantes ardieran 34 segundos más de lo normal. La velocidad después de la combustión del S-II era todavía inferior a la prevista en 68 m / s, por lo que la combustión de inserción orbital del S-IVB a las 19:25:40 era 9 segundos más larga de lo previsto. La inyección translunar tuvo lugar a las 21:54:47 UT, la separación CSM / S-IVB a las 22: 19: 39 UT, y el acoplamiento CSM-LM a las 22:32:09 UT. El sistema propulsor auxiliar S-IVB ardió a las 01:13 UT del 12 de abril durante 217 segundos para colocar al S-IVB en una trayectoria de impacto lunar. (Impactó en la superficie lunar el 14 de abril a las 01:09:41.0 a 2.75 S, 27.86 W con una velocidad de 2.58 km/s en un ángulo de 76 grados desde la horizontal.) Se realizó una corrección de 3,4 segundos a mitad de curso a las 01: 27 UT del 13 de abril.
Se realizó una transmisión de televisión desde el Apolo 13 de 02:24 UT a 02:59 UT el 14 de abril y unos minutos más tarde, a las 03:06:18 UT, Jack Swigert encendió los ventiladores para remover los tanques de oxígeno 1 y 2 en el módulo de servicio. La Junta de Revisión de Accidentes concluyó que los cables que habían sido dañados durante las pruebas previas al vuelo en el tanque de oxígeno no. 2 se cortocircuitaron y el aislamiento de teflón se incendió. El fuego se extendió dentro del tanque, elevando la presión hasta que a las 3:07:53 UT del 14 de abril (10:07:53 EST del 13 de abril; 55:54:53 tiempo transcurrido de la misión) el tanque de oxígeno no. 2 explotó, dañando el tanque de oxígeno no. 1 y el interior del módulo de servicio y soplando de la cubierta de la bahía no. 4. Con las reservas de oxígeno agotadas, el módulo de mando estaba inutilizable, la misión tuvo que ser abortada, y la tripulación fue transferida al módulo lunar y apagó el módulo de mando.
A las 08:43 UT se realizó una maniobra de mitad de curso (11,6 m/s delta V) utilizando el sistema de propulsión de descenso del módulo lunar (LMDPS) para colocar la nave espacial en una trayectoria de retorno libre que la llevaría alrededor de la Luna y regresaría a la Tierra, dirigida al Océano Índico a las 03:13 UT del 18 de abril. Después de redondear la Luna, otro LMDPS arde a las 02: 40: 39 UT el 15 de abril durante 263.4 segundos produjeron una velocidad diferencial de 262 m / s y acortaron el tiempo de retorno estimado a las 18:06 UT del 17 de abril con el aterrizaje en el Pacífico medio. Para conservar energía y otros consumibles, el módulo lunar se apagó, excepto para el control ambiental, las comunicaciones y la telemetría, y se estableció un control térmico pasivo. A las 04: 32 UT del 16 de abril, una combustión de 15 segundos de LMDPS al 10% del acelerador produjo una disminución de velocidad de 2,3 m/s y elevó el ángulo de trayectoria de vuelo de entrada a -6,52 grados. Después de esto, la tripulación encendió parcialmente el CSM. El 17 de abril a las 12:53 UT a 22.la combustión de 4 segundos de LMDPS puso el ángulo de entrada de la trayectoria de vuelo en -6,49 grados.
El módulo de servicio, que se había mantenido unido al módulo de mando para proteger el escudo térmico, fue desechado el 17 de abril a las 13:15:06 UT y la tripulación tomó fotografías de los daños. El módulo de mando se encendió y el módulo lunar se desechó a las 16:43:02 UT. Cualquier parte del módulo lunar que sobrevivió a la reentrada atmosférica, incluido el generador SNAP – 27, planeado para alimentar el aparato ALSEP en la superficie lunar y que contenía 3,9 kg de plutonio, cayó al Océano Pacífico al noreste de Nueva Zelanda. El Apolo 13 cayó en el Océano Pacífico el 17 de abril de 1970 a las 18:07:41 UT (1:07:41 p. m.EST) después de un tiempo de misión de 142 horas, 54 minutos, 41 segundos. El punto de aterrizaje estaba a 21 deg 38 min S, 165 deg 22 min O, SE de Samoa Americana y a 6,5 km (4 millas) del buque de recuperación USS Iwo Jima.
La nave espacial fue la segunda de la serie H del Apolo. Los propósitos de la misión eran (1) explorar la región montañosa de Fra Mauro de la luna, (2) realizar inspecciones selenológicas, levantamiento y muestreo de material en la formación Fra Mauro, (3) desplegar y activar un paquete de experimentos de superficie lunar Apolo (ALSEP), (4) desarrollar aún más la capacidad del hombre para trabajar en el entorno lunar, y (5) obtener fotografías de sitios de exploración lunar candidatos. Estos objetivos debían llevarse a cabo desde una órbita lunar casi circular y en la superficie lunar a 3 grados de latitud Sur y 17 grados de longitud Oeste. Aunque no se cumplieron los objetivos previstos de la misión, se obtuvo una cantidad limitada de datos fotográficos. Lovell era capitán de la Marina en su cuarto vuelo espacial (había volado anteriormente en Gemini 7, Gemini 12 y Apolo 8), Haise y Swigert eran civiles en sus primeros vuelos espaciales. El equipo de respaldo era John Young, Charles Duke y John Swigert (que reemplazó a Thomas Mattingly en la tripulación principal después de que la tripulación se expusiera a la rubéola alemana). El Módulo de Mando del Apolo 13 «Odisea» se encuentra ahora en el Centro Cosmosfera y Espacio de Kansas, Hutchinson, Kansas. Originalmente se exhibió en el Musée de l’Air, París, Francia.
Nave espacial y Subsistemas
Como su nombre indica, el Módulo de Mando y Servicio (CSM) comprendía dos unidades distintas: el Módulo de Mando (CM), que albergaba a la tripulación, los sistemas de operaciones de la nave espacial y el equipo de reentrada, y el Módulo de Servicio (SM), que transportaba la mayoría de los consumibles (oxígeno, agua, helio, pilas de combustible y combustible) y el sistema de propulsión principal. La longitud total de los dos módulos adjuntos fue de 11,0 metros con un diámetro máximo de 3,9 metros. Los MSC del Bloque II se utilizaron para todas las misiones Apolo tripuladas. La masa de lanzamiento del Apolo 13 CSM, de 28.881 kg, incluía propulsores y artículos fungibles, de los cuales el Módulo de Mando (CM 109) tenía una masa de 5.703 kg y el Módulo de Servicio (SM 109) 23.178 kg.
Las telecomunicaciones incluían subsistemas de voz, televisión, datos y seguimiento y alcance para las comunicaciones entre astronautas, CM, LM y la Tierra. El contacto de voz se proporcionaba mediante un sistema de enlace ascendente y descendente de banda S. El seguimiento se realizó a través de un transpondedor unificado de banda S. Una antena de banda S orientable de alta ganancia que consta de cuatro platos parabólicos de 79 cm de diámetro se montó en un brazo plegable en el extremo posterior del SM. También se montaron dos antenas cimitarras VHF en el SM. También había una baliza de recuperación VHF montada en el CM. El sistema de control ambiental CSM regulaba la atmósfera de la cabina, la presión, la temperatura, el dióxido de carbono, los olores, las partículas y la ventilación, y controlaba el rango de temperatura del equipo electrónico.
Módulo de mando
El CM era un recipiente a presión cónico con un diámetro máximo de 3,9 m en su base y una altura de 3,65 m. Estaba hecho de una arena de nido de abeja de aluminio que se une entre una aleación de aluminio en láminas. La base del CM consistía en un protector térmico hecho de panal de acero inoxidable soldado relleno con una resina epoxi fenólica como material ablativo y variaba en grosor de 1,8 a 6,9 cm. En la punta del cono había una escotilla y un conjunto de acoplamiento diseñado para acoplarse con el módulo lunar. El CM estaba dividido en tres compartimentos. El compartimento delantero en la nariz del cono contenía los tres paracaídas principales de 25,4 m de diámetro, dos paracaídas de descarga de 5 m y paracaídas de mortero piloto para el aterrizaje en la Tierra. El compartimento de popa estaba situado alrededor de la base del CM y contenía tanques de propelente, motores de control de reacción, cableado y tuberías. El compartimiento de la tripulación comprendía la mayor parte del volumen del CM, aproximadamente 6,17 metros cúbicos de espacio. Tres sofás de astronautas estaban alineados mirando hacia adelante en el centro del compartimiento. Una gran escotilla de acceso estaba situada encima del sofá central. Un túnel de acceso corto conducía a la escotilla de acoplamiento en la nariz del Cm. El compartimiento de la tripulación contenía los controles, pantallas, equipos de navegación y otros sistemas utilizados por los astronautas. El CM tenía cinco ventanas: uno en la escotilla de acceso, uno al lado de cada astronauta en los dos asientos exteriores, y dos ventanas de encuentro orientadas hacia adelante. Cinco baterías de plata / óxido de zinc proporcionaron energía después de que el CM y el SM se separaran, tres para el reingreso y después del aterrizaje y dos para la separación de vehículos y el despliegue de paracaídas. El CM tenía doce propulsores de control de reacción de tetróxido de nitrógeno/hidracina de 420 N. El CM proporcionó la capacidad de reingreso al final de la misión después de la separación del Módulo de Servicio.
Módulo de servicio
El SM era un cilindro de 3,9 metros de diámetro y 7.6 m de largo que estaba unido a la parte posterior del CM. La piel exterior del SM estaba formada por paneles de nido de abeja de aluminio de 2,5 cm de espesor. El interior estaba dividido por vigas radiales de aluminio fresadas en seis secciones alrededor de un cilindro central. En la parte posterior del SM montado en el cilindro central había un motor de 91.000 N de propulsor líquido hipergólico repuntable montado en un cardán y una boquilla de motor en forma de cono. El control de actitud fue proporcionado por cuatro bancos idénticos de cuatro propulsores de control de reacción de 450 N cada uno espaciados 90 grados alrededor de la parte delantera del SM. Las seis secciones del SM contenían tres pilas de combustible de hidrógeno y oxígeno de 31 celdas que proporcionaban 28 voltios, dos tanques de oxígeno criogénico y dos tanques de hidrógeno criogénico, cuatro tanques para el motor de propulsión principal, dos para combustible y dos para oxidante, y los subsistemas la unidad de propulsión principal. Se montaron dos tanques de helio en el cilindro central. Los radiadores del sistema de energía eléctrica estaban en la parte superior del cilindro y los paneles del radiador de control ambiental estaban espaciados alrededor de la parte inferior.
Programa Apolo
El programa Apolo incluyó un gran número de misiones de prueba sin tripulación y 12 misiones con tripulación: tres misiones en órbita terrestre (Apolo 7, 9 y Apolo-Soyuz), dos misiones en órbita lunar (Apolo 8 y 10), un swingby lunar (Apolo 13) y seis misiones de alunizaje (Apolo 11, 12, 14, 15, 16, y 17). Dos astronautas de cada una de estas seis misiones caminaron en la Luna (Neil Armstrong, Edwin Aldrin, Charles Conrad, Alan Bean, Alan Shepard, Edgar Mitchell, David Scott, James Irwin, John Young, Charles Duke, Gene Cernan y Harrison Schmitt), los únicos humanos que han puesto un pie en otro cuerpo del sistema solar. El financiamiento total para el programa Apolo fue de aproximadamente 2 20,443,600,000.