Лунный модуль

Лунный модуль корабля «Аполлон» (LM), также известный как LEM (Lunar Excursion Module), — посадочный модуль, часть корабля «Аполлон», построенный для американской программы «Аполлон» компанией Grumman Corporation для экипажа из двух человек с целью доставки с лунной орбиты на поверхность Луны и обратно. Шесть таких модулей совершили успешную посадку на Луну в 1969—1972 годах.

В каком-то смысле это был первый в мире истинно космический корабль, поскольку он был способен перемещаться только в космосе, не был конструктивно и аэродинамически приспособлен к полёту в атмосфере Земли.

Его разработка сталкивалась с несколькими препятствиями, что задержало его первый беспилотный полёт на срок около десяти месяцев, а его первый пилотируемый полёт примерно на три месяца. Несмотря на это, в конце концов данный модуль стал самым надёжным компонентом системы «Аполлон»/«Сатурн» и значительно превышал её проектные требования, что было задействовано для поддержания жизнеобеспечения и двигательных ресурсов, позволив спасти астронавтов после взрыва и отказа систем командного модуля в полёте «Аполлона-13».

Модуль состоит из двух ступеней. Посадочная ступень, оборудованная самостоятельной двигательной установкой и шасси, используется для снижения лунного корабля с орбиты Луны и мягкой посадки на лунную поверхность, и также служит стартовой площадкой для взлётной ступени. Взлётная ступень, с герметичной кабиной для экипажа и самостоятельной двигательной установкой, после завершения исследований стартует с поверхности Луны и на орбите стыкуется с командным отсеком. Разделение ступеней осуществляется при помощи пиротехнических устройств.

Масса лунного модуля при полете «Аполлона-11» составляла 15 тонн, из которых 10,5 тонны приходилось на топливо. Высота составляла 7 м, диаметр 4,3 м.

Для тренировки экипажа по ручному управлению модулем был разработан тренажёр, способный на Земле создать условия пребывания в поле тяготения Луны.

Взлётная ступень

Взлётная ступень лунного модуля имеет три основных отсека: отсек экипажа, центральный отсек и задний отсек оборудования. Герметизируются только отсек экипажа и центральный отсек, все остальные отсеки лунного корабля негерметизированы. Объём герметической кабины 6,7 м³, давление в кабине 0,337 кг/см², атмосфера — чистый кислород. Высота взлётной ступени 3,76 м, диаметр 4,3 м. Конструктивно взлётная ступень состоит из шести узлов: отсек экипажа, центральный отсек, задний отсек оборудования, связка крепления ЖРД, узел крепления антенн, тепловой и микрометеорный экран. Отсек экипажа имеет вид цилиндра с горизонтальной осью (диаметр 2,35 м, длина 1,07 м, объём 4,6 м³) полумонококовой конструкции из хорошо сваривающихся алюминиевых сплавов.

Два рабочих места для астронавтов оборудованы пультами управления и приборными досками, системой привязи астронавтов (они располагались стоя), двумя окнами переднего обзора, окном над головой для наблюдения за процессом стыковки, телескопом в центре между астронавтами. Для выхода на поверхность Луны производилась полная разгерметизация кабины, так как шлюзовая камера отсутствовала. Срок автономного существования модуля (ограниченный, в первую очередь, ресурсом систем жизнеобеспечения и электропитания) составлял порядка 75 часов.

Характеристики взлётной ступени

Масса, включая топливо: 4670 кг.
Атмосфера кабины: 100 % кислород, давление 33 кПа.
Вода: два бака по 19,3 кг.
Охладитель: 11,3 кг раствора этиленгликоль-вода.
Температурный контроль: один активный сублиматор (теплообменник) «вода-лёд».
Двигатели системы ориентации (ДСО):
- Масса топлива: 287 кг.
- Число и тяга ДСО: 16 × 445 Н в четырёх сборках.
- Топливо ДСО: тетраоксид диазота N2O4 — окислитель; аэрозин-50 (несимметричный диметилгидразин (CH3)2NNH2 + гидразин (NH2)2) — горючее.
- Удельный импульс ДСО: 2,84 км/с.
Взлётный двигатель:
- Масса топлива: 2353 кг.
- Тяга: 15,6 кН.
- Топливо: N2O4/аэрозин-50.
- Система наддува: 2 × 2,9 кг гелиевых бака, давление 21 МПа.
- Удельный импульс: 3,05 км/с (311 секунд).
- Тяговооруженность на взлете: 2,124.
Характеристическая скорость (дельта-v) взлётной ступени: 2220 м/с.
Батареи: две 28-32 вольт, 296 А·ч, серебряно-цинковые; 56,7 кг каждая.
Бортовая сеть: 28 вольт постоянного тока; 115 вольт, 400 Гц — переменного тока.
ЖРД РС-18.

Посадочная ступень

Посадочная ступень лунного модуля в виде крестообразной рамы из алюминиевого сплава несёт на себе в центральном отсеке двигательную установку с посадочным ЖРД фирмы STL.

В четырёх отсеках, образованных рамой вокруг центрального отсека, установлены топливные баки, кислородный бак, бак с водой, гелиевый бак, электронное оборудование, подсистема навигации и управления, посадочный радиолокатор и аккумуляторы.

Четырёхногое убирающееся шасси, установленное на посадочной ступени, поглощает энергию удара при посадке корабля на поверхность Луны разрушающимися сотовыми патронами, установленными в телескопических стойках ног шасси; дополнительно удар смягчается деформацией сотовых вкладышей в центрах посадочных пят. Три из четырёх пят снабжены гибким металлическим щупом, направленным вниз и раскрывающимся наподобие рулетки, сигнализирующим экипажу момент выключения ЖРД при контакте с лунной поверхностью (синяя лампа «lunar contact»). Шасси находятся в сложенном состоянии до отделения лунного корабля от командного отсека; после отделения по команде экипажа лунного корабля пиропатроны перерезают чеки у каждой ноги и под действием пружин шасси выпускается и становится на замки. Так же как взлётная ступень, посадочная ступень окружена тепловым и микрометеорным защитным экраном из многослойного майлара и алюминия. Высота посадочной ступени 3,22 м, диаметр 4,3 м.

Характеристики посадочной ступени:

Масса, включая топливо: 10 334 кг.
Запас воды: 1 бак, 151 кг.
Масса горючего и окислителя: 8165 кг.
Тяга двигателя: 45,04 кН, дросселирование 10—60 % от полной тяги.
Компоненты топлива: N2O4/аэрозин-50.
Бак наддува: 1 × 22 кг бак, газ наддува — гелий, давление 10,72 кПа.
Удельный импульс: 3,05 км/с (311 секунд).
Характеристическая скорость посадочной ступени (дельта-v): 2470 м/с.
Батареи: 4 (Apollo 9—14) или 5 (Apollo 15—17) 28—32 В, 415 А·ч, серебряно-цинковые, масса каждой 61,2 кг.

Система управления

Система управления лунным модулем корабля «Аполлон» состояла из следующих основных компонентов:

аварийная подсистема наведения;
гиростабилизатор;
телескоп выставки;
радиолокаторы встречи и посадки;
рукоятки ручного управления аппаратом;
пульт управления и индикации;
преобразователи «аналог-код»;
БЦВМ;
программное устройство двигателей;
преобразователи «код-аналог»;
телеметрия и служба времени;
двигатели подъёма, посадки и стабилизации;
индикаторы ориентации и угловых скоростей;
указатель горизонтальной скорости;
аварийная сигнализация.

Полёты лунных модулей (LM)

Иллюстрации

Чертёж расположения оборудования. Общий вид. (1 из 2)
Чертёж расположения оборудования. Общий вид. (2 из 2)
Чертёж панели управления
Чертёж посадочных опор

LM-1
LM-2
LTA-2R
LM-3
LM-4
LM-5
LM-6
LM-7
LM-8
LM-9
LM-10
LM-11
LM-12