Description
Apollo 13 doveva essere la terza missione a portare gli esseri umani sulla superficie della Luna, ma un’esplosione di una delle bombole di ossigeno e il conseguente danneggiamento di altri sistemi provocarono l’interruzione della missione prima dell’atterraggio lunare previsto. L’equipaggio, il comandante James A. Lovell Jr., il pilota del modulo di comando John L. Swigert Jr. e il pilota del modulo lunare Fred W. Haise Jr., furono riportati sani e salvi sulla Terra il 17 aprile 1970.
Profilo di missione
Apollo 13 fu lanciato su Saturn V SA-508 l ‘ 11 aprile 1970 alle 19:13:00 UT (02:13:00 p.m. EST) dal pad 39A al Kennedy Space Center. Durante il secondo stadio, il motore centrale dello stadio S-II si interruppe 132 secondi prima, causando la combustione dei restanti quattro motori per 34 secondi in più rispetto al normale. La velocità dopo l’ustione S-II era ancora inferiore al previsto di 68 m / sec, quindi l’ustione di inserzione orbitale S-IVB alle 19:25:40 era 9 secondi più lunga del previsto. L’iniezione translunare è avvenuta alle 21:54:47 UT, la separazione CSM/S-IVB alle 22:19:39 UT e l’attracco CSM-LM alle 22:32:09 UT. Il sistema propulsivo ausiliario S-IVB bruciò alle 01: 13 UT del 12 aprile per 217 secondi per mettere l’S-IVB in una traiettoria d’impatto lunare. (Ha colpito la superficie lunare il 14 aprile alle 01: 09: 41.0 a 2.75 S, 27.86 W con una velocità di 2.58 km/s ad un angolo di 76 gradi dall’orizzontale.) Una correzione intermedia di 3,4 secondi è stata effettuata alle 01: 27 UT del 13 aprile.
Una trasmissione televisiva è stata fatta da Apollo 13 da 02:24 UT a 02:59 UT il 14 aprile e pochi minuti dopo, alle 03:06:18 UT Jack Swigert ha acceso i ventilatori per mescolare i serbatoi di ossigeno 1 e 2 nel modulo di servizio. L’Accident Review Board ha concluso che i fili danneggiati durante i test pre-volo nel serbatoio di ossigeno n. 2 sono andati in corto e l’isolamento in teflon ha preso fuoco. Il fuoco si diffuse all’interno del serbatoio, aumentando la pressione fino a 3:07:53 UT su 14 aprile (10:07:53 EST 13 aprile; 55:54:53 tempo trascorso missione) serbatoio di ossigeno no. 2 esplose, danneggiando serbatoio di ossigeno no. 1 e l’interno del modulo di servizio e soffiando via la baia no. 4 copertura. Con le riserve di ossigeno esaurite, il modulo di comando era inutilizzabile, la missione doveva essere interrotta e l’equipaggio trasferito al modulo lunare e spento il modulo di comando.
Alle 08:43 UT una manovra a metà rotta (11,6 m / s delta V) è stata eseguita utilizzando il lunar module descent propulsion system (LMDPS) per posizionare il veicolo spaziale su una traiettoria a ritorno libero che lo avrebbe portato intorno alla Luna e tornare sulla Terra, mirata all’Oceano Indiano alle 03:13 UT 18 aprile. Dopo aver arrotondato la Luna, un altro LMDPS brucia alle 02: 40: 39 UT 15 April per 263.4 secondi hanno prodotto una velocità differenziale di 262 m / s e hanno accorciato il tempo di ritorno stimato a 18:06 UT 17 April con splashdown nel medio Pacifico. Per risparmiare energia e altri materiali di consumo il modulo lunare è stato spento tranne che per il controllo ambientale, le comunicazioni e la telemetria, e il controllo termico passivo è stato stabilito. Alle 04: 32 UT del 16 aprile una bruciatura LMDPS di 15 secondi al 10% dell’acceleratore ha prodotto una diminuzione della velocità di 2,3 m/s e ha aumentato l’angolo di traiettoria di volo di entrata a -6,52 gradi. A seguito di ciò l’equipaggio ha parzialmente alimentato il CSM. Il 17 aprile alle 12: 53 UT a 22.4 secondi LMDPS bruciare mettere la traiettoria di volo ingresso angolo a-6.49 gradi.
Il modulo di servizio, che era stato tenuto attaccato al modulo di comando per proteggere lo scudo termico, è stato abbandonato il 17 aprile alle 13:15:06 UT e l’equipaggio ha scattato fotografie del danno. Il modulo di comando è stato acceso e il modulo lunare è stato abbandonato alle 16: 43: 02 UT. Tutte le parti del modulo lunare sopravvissute al rientro atmosferico, incluso il generatore SNAP-27, progettato per alimentare l’apparato ALSEP sulla superficie lunare e contenente 3,9 kg di plutonio, caddero nell’Oceano Pacifico a nord-est della Nuova Zelanda. L’Apollo 13 precipitò nell’Oceano Pacifico il 17 aprile 1970 alle 18:07:41 UT (1:07:41 p.m. EST) dopo una missione di 142 ore, 54 minuti, 41 secondi. Il punto di splashdown era 21 gradi 38 min S, 165 gradi 22 min W, SE delle Samoa Americane e 6,5 km (4 miglia) dalla nave di recupero USS Iwo Jima.
Il veicolo spaziale era il secondo della serie Apollo H. Gli scopi della missione erano (1) esplorare la regione montagnosa Fra Mauro della Luna, (2) eseguire ispezioni selenologiche, rilievi e campionamenti di materiale nella formazione Fra Mauro, (3) dispiegare e attivare un Apollo lunar surface experiments package (ALSEP), (4) sviluppare ulteriormente la capacità dell’uomo di lavorare nell’ambiente lunare e (5) ottenere fotografie di siti di esplorazione lunare candidati. Questi obiettivi dovevano essere realizzati da un’orbita lunare quasi circolare e sulla superficie lunare a 3 gradi di latitudine S, 17 gradi di longitudine W. Sebbene gli obiettivi della missione pianificati non siano stati realizzati, è stata ottenuta una quantità limitata di dati fotografici. Lovell era un capitano della Marina sul suo quarto volo spaziale (aveva volato in precedenza su Gemini 7, Gemini 12 e Apollo 8), Haise e Swigert erano entrambi civili sui loro primi voli spaziali. L’equipaggio di riserva era John Young, Charles Duke e John Swigert (che sostituì Thomas Mattingly nell’equipaggio principale dopo che l’equipaggio fu esposto al morbillo tedesco). Il modulo di comando Apollo 13 “Odyssey” è ora al Kansas Cosmosphere and Space Center, Hutchinson, Kansas. Originariamente era in mostra al Musee de l’Air, Parigi, Francia.
Navicella e sottosistemi
Come suggerisce il nome, il Modulo di comando e servizio (CSM) comprendeva due unità distinte: il Modulo di comando (CM), che ospitava l’equipaggio, i sistemi operativi dei veicoli spaziali e le apparecchiature di rientro, e il Modulo di servizio (SM) che trasportava la maggior parte dei materiali di consumo (ossigeno, acqua, elio, celle a combustibile e La lunghezza totale dei due moduli collegati era di 11,0 metri con un diametro massimo di 3,9 metri. I CSM Block II furono utilizzati per tutte le missioni Apollo con equipaggio. La massa dell’Apollo 13 CSM di 28.881 kg era la massa di lancio inclusi propellenti e materiali di consumo, di questo il Modulo di comando (CM 109) aveva una massa di 5703 kg e il Modulo di servizio (SM 109) 23.178 kg.
Le telecomunicazioni includevano voce, televisione, dati e sottosistemi di tracking e ranging per le comunicazioni tra astronauti, CM, LM e Terra. Il contatto vocale è stato fornito da un sistema di uplink e downlink in banda S. Il tracciamento è stato fatto attraverso un transponder in banda S unificato. Un’antenna in banda S orientabile ad alto guadagno composta da quattro piastre paraboliche di diametro 79 cm è stata montata su un braccio pieghevole all’estremità poppiera dell’SM. Due antenne scimitarre VHF sono stati montati anche sul SM. C’era anche un faro di recupero VHF montato nel CM. Il sistema di controllo ambientale CSM regolava l’atmosfera della cabina, la pressione, la temperatura, l’anidride carbonica, gli odori, le particelle e la ventilazione e controllava l’intervallo di temperatura delle apparecchiature elettroniche.
Modulo di comando
Il CM era un recipiente a pressione conico con un diametro massimo di 3,9 m alla sua base e un’altezza di 3,65 m. È stato fatto di una sabbia di alluminio del favo che ha legato fra la lega di alluminio dello strato. La base del CM consisteva in uno scudo termico in acciaio inossidabile brasato a nido d’ape riempito con una resina epossidica fenolica come materiale ablativo e variava in spessore da 1,8 a 6,9 cm. Sulla punta del cono c’era un portello e un gruppo di aggancio progettato per accoppiarsi con il modulo lunare. Il CM era diviso in tre scomparti. Il vano anteriore nel naso del cono conteneva i tre paracadute principali da 25,4 m di diametro, due paracadute drogue da 5 m e scivoli di mortaio pilota per l’atterraggio a terra. Il vano di poppa era situato intorno alla base del CM e conteneva serbatoi di propellente, motori di controllo della reazione, cablaggio e impianto idraulico. Il vano equipaggio comprendeva la maggior parte del volume del CM, circa 6,17 metri cubi di spazio. Tre divani astronauta erano allineati rivolti in avanti al centro dello scompartimento. Un grande portello di accesso era situato sopra il divano centrale. Un breve tunnel di accesso ha portato al portello di attracco nel naso CM. Il compartimento dell’equipaggio conteneva i comandi, i display, le apparecchiature di navigazione e altri sistemi utilizzati dagli astronauti. Il CM aveva cinque finestre: uno nel portello di accesso, uno accanto a ciascun astronauta nei due sedili esterni e due finestre di incontro rivolte in avanti. Cinque batterie argento / ossido di zinco fornivano energia dopo il distacco di CM e SM, tre per il rientro e dopo l’atterraggio e due per la separazione del veicolo e la distribuzione del paracadute. Il CM aveva dodici propulsori di controllo della reazione di tetrossido di azoto/idrazina da 420 N. Il CM ha fornito la capacità di rientro alla fine della missione dopo la separazione dal Modulo di servizio.
Modulo di servizio
L’SM era un cilindro di 3,9 metri di diametro e 7.6 m di lunghezza che è stato attaccato alla parte posteriore del CM. La pelle esterna della SM era formata da pannelli a nido d’ape in alluminio spessi 2,5 cm. L’interno era diviso da travi radiali in alluminio fresato in sei sezioni attorno a un cilindro centrale. Sul retro della SM montato nel cilindro centrale era un giunto cardanico montato re-startable propellente liquido ipergolico 91.000 N motore e ugello motore a forma di cono. Il controllo dell’assetto era fornito da quattro banchi identici di quattro propulsori di controllo della reazione da 450 N distanziati di 90 gradi attorno alla parte anteriore dell’SM. Le sei sezioni della SM tenuto tre celle a combustibile idrogeno ossigeno 31 celle che ha fornito 28 volt, due ossigeno criogenico e due serbatoi di idrogeno criogenico, quattro serbatoi per il motore di propulsione principale, due per il carburante e due per ossidante, ed i sottosistemi l’unità di propulsione principale. Due serbatoi di elio sono stati montati nel cilindro centrale. Radiatori del sistema di alimentazione elettrica erano nella parte superiore del cilindro e pannelli del radiatore di controllo ambientale distanziati intorno al fondo.
Programma Apollo
Il programma Apollo comprendeva un gran numero di missioni di prova senza equipaggio e 12 missioni con equipaggio: tre missioni orbitanti terrestri (Apollo 7, 9 e Apollo-Soyuz), due missioni orbitanti lunari (Apollo 8 e 10), uno swingby lunare (Apollo 13) e sei missioni di atterraggio sulla Luna (Apollo 11, 12, 14, 15, 16, e 17). Due astronauti di ciascuna di queste sei missioni camminarono sulla Luna (Neil Armstrong, Edwin Aldrin, Charles Conrad, Alan Bean, Alan Shepard, Edgar Mitchell, David Scott, James Irwin, John Young, Charles Duke, Gene Cernan e Harrison Schmitt), gli unici esseri umani ad aver messo piede su un altro corpo del sistema solare. Il finanziamento totale per il programma Apollo è stato di circa $20.443.600.000.