Il modulo di comando di Apollo 11 durante il suo viaggio sulla luna.
(Immagine: © NASA)
Quando un'esplosione fece tremare il modulo di servizio dell'Apollo 13 il 13 aprile 1970, il ruolo vitale del veicolo e quello della navicella spaziale del modulo di comando collegato divennero improvvisamente cristallini.
Gli astronauti perso immediatamente una bombola di ossigenoe l'altro è stato gravemente danneggiato. Il motore vitale che avrebbe dovuto riportare a casa gli astronauti fu messo fuori servizio. I tre membri dell'equipaggio arrivarono a casa, ma a malapena - e solo usando il modulo lunare attaccato come scialuppa di salvataggio.
Certo, il modulo lunare aveva ossigeno, acqua ed energia. Ma non era abbastanza per sostenere facilmente tre persone per i quattro giorni necessari per tornare a casa. E sicuramente, il modulo lunare trasportava un motore in grado di portare gli astronauti sulla Terra in orbita dal vicinato della luna. Ma questo era lontano da ciò che il lander era progettato per fare, e farlo era un affare complicato.
Quindi, mentre gli atterraggi lunari del programma Apollo, iniziati 50 anni fa questo 20 luglio, saranno in primo piano nelle prossime settimane, il modulo di comando merita il suo tempo sotto i riflettori. Era l'astronauta su cui erano seduti gli astronauti mentre schizzava nello spazio e, nella maggior parte dei casi, sulla via del ritorno verso casa. Dopotutto, solo il modulo di comando aveva uno scudo termico.
Alcuni storici, come Mike Neufeld, curatore senior dello Smithsonian National Air and Space Museum, hanno sostenuto che il modulo di comando non può essere descritto come un proprio veicolo spaziale, perché era il modulo di servizio collegato che aveva tutte le attrezzature che consentivano il modulo di comando funzionare. (Neufeld preferisce quindi il termine comando e modulo di servizio, ha detto a Space.com, un utilizzo che la NASA ha anche usato frequentemente.)
Ma se isolatamente o lavorando con il suo partner, una cosa era certa: il modulo di comando era ispirato da ogni veicolo spaziale della NASA che lo precedeva. La grande differenza? Il modulo di comando di Apollo era più grande e in grado di sopportare più calore quando gli astronauti arrivarono nell'atmosfera terrestre a velocità più elevate.
Sviluppo
Apollo fu l'ultimo di tre programmi di veicoli spaziali che portarono gradualmente la NASA a condurre missioni lunari. Mercurio era un semplice veicolo spaziale per una persona che girava principalmente con il pilota automatico, sebbene un astronauta potesse subentrare in momenti cruciali, come durante l'atterraggio.
Gemelli, che è stato sviluppato dopo che gli ingegneri hanno iniziato a lavorare su Apollo, un gradino più grande di Mercurio, portando due astronauti. I veicoli spaziali della serie Gemini hanno testato le tappe fondamentali della missione lunare, come l'attracco e l'agevolazione delle passeggiate spaziali mentre erano ancora in orbita terrestre.
Ma sarebbe il modulo di comando di Apollo che volerebbe sulla luna. È stato sviluppato da North American Aviation. (Quella compagnia fu in seguito conosciuta come North American Rockwell ed è oggi parte del Boeing.)
Il modulo di comando aveva un naso cilindrico più largo e piatto rispetto al veicolo spaziale Mercury o Gemini, ha detto Neufeld. Il design di Apollo era completamente coperto da uno scudo termico, sebbene la parte più spessa fosse sul retro. Apollo computer, sebbene facilmente superato dai cellulari di oggi, è stata una meraviglia del giorno, basata sul chip integrato a calcolo rapido, piuttosto che sui transistor a semiconduttore utilizzati durante i Gemelli.
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In pratica, il modulo di comando ha volato da solo solo poche ore prima del rientro, funzionando a batterie in quei momenti. Altrimenti, si basava sul modulo di servizio, che utilizzava celle a combustibile per l'energia elettrica, un'innovazione Gemini che Apollo ha portato avanti, ha detto Neufeld. Quelle celle a combustibile generate acqua come prodotto di scarto, che gli astronauti furono in grado di bere, in un primo volo spaziale statunitense.
Una delle caratteristiche uniche del modulo di comando rispetto ai precedenti veicoli spaziali era una stazione di navigazione dotata di un televisore e di un sestante, ha detto Neufeld. "Questo in modo che gli astronauti, in teoria, potessero tornare a casa se avessero perso il contatto con il terreno", ha detto.
Ma l'accordo non è stato perfetto. La stazione di navigazione aveva una piattaforma di guida basata su giroscopi, che tendono a "spostarsi" o a perdere precisione nel tempo. Quindi, durante la maggior parte delle missioni, gli astronauti dovevano di volta in volta riallineare la piattaforma di guida.
Questo divenne uno dei problemi meno noti dell'Apollo 13. Dopo l'esplosione iniziale, i detriti e l'ossigeno risultanti dal serbatoio distrutto si aggrapparono al veicolo spaziale in una brutta dimostrazione dell'attrazione della gravità. Il disordine ha reso difficile per gli astronauti allineare la loro piattaforma di guida per il viaggio di ritorno. Invece, in consultazione con il controllo della missione, l'equipaggio ha usato misure come l'allineamento con la linea tra il giorno e la notte sulla Terra per tornare in sicurezza.
Modifiche al design
Il modulo di comando e servizio ha subito tre importanti cambiamenti di progettazione durante la sua vita, ha detto Neufeld. Il primo è arrivato dopo Apollo 1, quando un mortale incendio a terra uccise tre membri dell'equipaggio il 27 gennaio 1967, mentre stavano eseguendo un decollo di pratica sul trampolino di lancio.
Apollo 1 utilizzava la prima versione "Blocco 1" del modulo di comando, che utilizzava tratteggi esterni e interni annidati per una tenuta più stretta. Quando scoppiò un incendio all'interno dell'astronave, l'equipaggio non fu in grado di uscire. Peggio ancora, l'interno era pieno di oggetti infiammabili tenuti in condizioni infiammabili. Questi erano rischi di incendio che la NASA e il suo produttore non avevano preso in considerazione.
Sulla scia dell'incidente, la North American Aviation ha ridisegnato il veicolo spaziale "per eliminare i pericoli del cablaggio", ha detto Neufeld, e rimuovere materiali infiammabili dal modulo. La NASA passò anche alla versione Block 2 del veicolo spaziale, che aveva un portello che poteva essere aperto in pochi secondi.
L'Apollo 13 ha richiesto un altro cambiamento. Il esplosione stessa, in seguito la NASA ha realizzato, è stato causato da una serie di problemi di cablaggio e gestione a terra. Tali problemi hanno provocato un incendio nel modulo di servizio, che ha fatto saltare in aria uno dei serbatoi di ossigeno e ha strappato il collegamento all'altro, ha spiegato Neufeld.
L'ossigeno era vitale non solo per mantenere la respirazione degli astronauti, ma anche per il potere, perché forniva le celle a combustibile. Quindi, dopo Apollo 13, Neufeld ha aggiunto un terzo serbatoio di ossigeno al modulo di servizio sul lato opposto della baia dai serbatoi di ossigeno dalle celle a combustibile. "Ha fornito un po 'di ossigeno di riserva se ci fosse mai stato un problema che ha eliminato gli altri due serbatoi di ossigeno", ha detto.
L'ultima grande modifica al modulo di comando e servizio è arrivata aggiungendo un quadrante al modulo di servizio per Apollo 15, 16 e 17. Queste ultime missioni sulla luna erano fortemente focalizzate sulla scienza. Quella priorità significava un programma intenso per l'astronauta che rimase indietro nel modulo di comando mentre gli altri due membri dell'equipaggio esplorarono la luna.
L'astronauta del modulo di comando scattava foto ed eseguiva esperimenti mentre era ancora all'interno dell'astronave. Quindi, sulla strada di casa, quell'astronauta avrebbe eseguito una passeggiata nello spazio per recuperare il film da una telecamera che fotografava la superficie della luna dall'esterno del veicolo spaziale, così come qualsiasi altra cosa che fosse necessaria per tornare sulla Terra, ha detto Neufeld.
In questi giorni, l'eredità del modulo di comando sopravvive in un nuovo veicolo spaziale progettato per volare entro un paio d'anni. Questi includono due veicoli per l'equipaggio commerciale, Dragon Crew di SpaceX e Starliner CST-100 di Boeing, ciascuno progettato per portare gli equipaggi alla Stazione Spaziale Internazionale. La NASA sta costruendo il proprio successore anche sul modulo di comando, chiamato un veicolo spaziale lunare Orion, programmato per essere testato nel suo primo viaggio intorno alla luna non prima del 2020.
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