Wiedza i śycie Page 1 of 4
Sobota, 29 marca 2008
80 mln polskich dokumentów!
Polska Åšwiat
n
m n
l m
k l
j k
i j
KSI
Å›YCOWA PRZYGODA LUDZKOÅšCI « powrót
Piotr Wolański
Gdy Związek Radziecki wystrzelił pierwszego sztucznego satelitę Ziemi, potem pierwszą sztuczną
planetoidę, pierwszy próbnik księ\
ycowy i wreszcie wysłał pierwszego człowieka w kosmos, Stany
Zjednoczone Ameryki musiały podjąć wyzwanie, aby udowodnić całemu światu, \
e odgrywają główną
rolÄ™ w nauce i technice.
Załoga Apolla 11, pierwszej misji zakończonej lądowaniem na Księ\
ycu. Od lewej: Neil Armstrong, Michael Collins,
Edwin Buzz Aldrin.
W półtora miesiąca po orbitalnym locie Jurija Gagarina i w niecałe trzy tygodnie po suborbitalnym locie Alana
Sheparda, prezydent John F. Kennedy przed połączonymi izbami Kongresu i Senatu USA wygłosił słynne
przemówienie, w którym obiecywał wysłanie przez Stany Zjednoczone człowieka na Księ\
yc przed końcem lat 60.
Program lotów otrzymał nazwę Apollo, od imienia greckiego boga piękna, porządku, prawa i harmonii świata.
Niebezpieczne tankowania
Gdy 25 maja 1961 roku Kennedy podejmował w imieniu narodu amerykańskiego zobowiązanie, nikt jeszcze nie
wiedział, jak zrealizować misję księ\
ycową. Nie było ani rakiety, ani wybranej koncepcji lotu. Co więcej, \
aden
Amerykanin nie był wtedy jeszcze na orbicie wokółziemskiej! In\
ynierowie musieli ostro zabrać się do pracy. Na
deskach kreślarskich znajdowała się ju\
rakieta Saturn V, opracowywana przez zespół Wernera von Brauna, a
niedawno utworzona NASA analizowała plany budowy jeszcze potę\
niejszej rakiety NOVA.
Rozwa\
ano dwie główne koncepcje lotu na Księ\
yc: lot bezpośredni z wykorzystaniem rakiety NOVA oraz u\
ycie
http://www.wiz.pl/main.php?go=1&op=2&id=109 2008-03-29
Wiedza i śycie Page 2 of 4
dwóch rakiet Saturn V, za których pomocą na orbitę Ziemi miały być wyniesione dwie części statku księ\
ycowego.
Tu planowano je połączyć i du\
ym pojazdem lecieć bezpośrednio na Księ\
yc. Analizowano równie\
mo\
liwość
tankowania statków na orbicie Ziemi lub na Księ\
ycu. Pierwsza z wersji tankowania zakładała wysłanie statku
ksiÄ™\
ycowego na orbitę Ziemi z pustymi zbiornikami i drugiej rakiety z materiałami pędnymi. Po spotkaniu na orbicie
Ziemi nastąpiłoby przetankowanie paliwa i utleniacza do statku księ\
ycowego, który odbyłby ju\
bezpośredni lot z
orbity Ziemi na powierzchniÄ™ KsiÄ™\
yca i z powrotem. Bardziej ryzykowny wariant tankowania zakładał wysłanie
dwóch statków na powierzchnię Księ\
yca: załogowego i bezzałogowego. Oba lądowałyby w tym samym rejonie.
Materiały pędne do startu ku Ziemi byłyby pobierane przez astronautów ze statku bezzałogowego, słu\
Ä…cego tylko
jako magazyn materiałów pędnych. Jednak ju\
we wstępnej fazie analiz obie wersje z tankowaniem uznano za zbyt
ryzykowne.
W listopadzie 1961 roku John C. Humbolt, in\
ynier pracujÄ…cy w NASA Langley Research Center, korzystajÄ…c tylko z
suwaka logarytmicznego doszedł do wniosku, \
e najprostszym rozwiązaniem będzie spotkanie na orbicie Księ\
yca.
W jego metodzie na powierzchnię Srebrnego Globu wysyłano lekki lądownik, a na orbicie Księ\
yca pozostawiano
statek wyposa\
ony w ciÄ™\
kie osłony termiczne, zapewniające bezpieczny powrót na Ziemię. Metoda "rendez-vous"
na orbicie KsiÄ™\
yca wymagała tylko jednej rakiety Saturn V. Nad tą propozycją dyskutowano przez rok. Wreszcie 7
listopada 1962 roku podjęto decyzję, \
e lot załogowy na Księ\
yc odbędzie się właśnie w ten sposób. Potem okazało
siÄ™, \
e podobny pomysł rozwa\
ał rosyjski samouk, Jurij Wasilewicz Kondratiuk - i to ju\
w latach 1916-1917.
Analogicznym rozwiązaniem zajmował się równie\
Hermann Oberth w 1929 roku, a w 1948 roku doskonalił je
angielski in\
ynier Harry E. Ross.
http://www.wiz.pl/main.php?go=1&op=2&id=109 2008-03-29
Wiedza i śycie Page 3 of 4
Sześć księ\
ycowych stopni
Realizację programu Apollo rozpoczęto od budowy trzech rakiet: Saturn I i Saturn IB (do lotów na orbitę Ziemi) i
wspomnianej Saturn V. Pierwszy stopień rakiet Saturn I i Saturn IB wykorzystywał do napędu osiem silników H-1 na
naftę i ciekły tlen, opracowanych jeszcze w latach 50. do napędu rakiet balistycznych Jupiter. Drugi stopień Saturna
I składał się z sześciu silników RL-10 od rakiety Centaur, a stopień S-IVB w rakiecie Saturn IB był identyczny z
trzecim stopniem Saturna V. W stopniach tych zastosowano najbardziej energetyczny chemiczny środek napędowy:
ciekły wodór jako paliwo oraz ciekły tlen jako utleniacz. Sama rakieta księ\
ycowa Saturn V była rakietą
trzystopniową. Pierwszy stopień był napędzany przez pięć silników F-1 (następcy H-1), spalających w ka\
dej
sekundzie około 12,5 t mieszaniny nafty i ciekłego tlenu. Siła ciągu tych silników dochodziła do 35 000 000 N. Drugi
stopień to pięć silników J-2, ka\
dy o ciągu około 1 000 000 N, spalających w ciągu sekundy około 0,25 t mieszaniny
ciekłego tlenu i ciekłego wodoru. W trzecim stopniu znajdował się jeden silnik J-2, który - w odró\
nieniu od silników
drugiego stopnia - mógł być dwukrotnie uruchamiany. Było to niezbędne do początkowego wprowadzenia rakiety
na orbitę Ziemi, a następnie, po około półtorakrotnym okrą\
eniu Ziemi, do skierowania statku na tor lotu do
KsiÄ™\
yca.
Równolegle ruszyły prace nad statkiem Apollo. Składał się on z trzech zespołów: członu załogowego, zwanego
równie\
członem dowódczym, członu usługowego oraz lądownika księ\
ycowego. Człon załogowy był przystosowany
dla trzech astronautów i wyposa\
ony w przyrządy niezbędne do sterowania lotem, miał tak\
e osłonę ablacyjną. Jej
zadaniem była ochrona statku przed wysoką temperaturą, powstającą w chwili wejścia pojazdu w atmosferę Ziemi.
Człon usługowy mieścił natomiast rakietowy blok napędowy, który umo\
liwiał wejście na orbitę Księ\
yca i odlot z tej
orbity w kierunku Ziemi. Zainstalowano w nim systemy orientacji, ogniwa paliwowe konieczne do wytwarzania
energii elektrycznej, systemy łączności i inne urządzenia niezbędne do zapewnienia \
ycia załogi. Człon ten był
odrzucany od członu załogowego bezpośrednio przed wejściem statku w atmosferę Ziemi. Wreszcie trzeci moduł
statku Apollo stanowił lądownik księ\
ycowy. Składał się z dwóch elementów: członu zapewniającego łagodne
lÄ…dowanie na KsiÄ™\
ycu oraz członu umo\
liwiającego wzlot z jego powierzchni. Znajdowała się tu lekka kabina dla
dwuosobowej załogi.
http://www.wiz.pl/main.php?go=1&op=2&id=109 2008-03-29
Wiedza i śycie Page 4 of 4
Lepsze osiągi lądowników księ\
ycowych stosowanych od misji Apollo 15 pozwoliły przetransportować na Księ\
yc
niewielki pojazd samochodowy.
Trzystopniowa rakieta Saturn V, stosowana w programach załogowych lotów Apollo, wa\
yła około 2900 t w
momencie startu (w tym pierwszy stopień 2280 t, drugi 500 t, a trzeci zaledwie 120 t). Rakieta ta przyspieszała 50-
tonowy statek Apollo do prędkości bliskiej 11 km/s. Do przeprowadzenia operacji wejścia na orbitę Księ\
yca,
lądowania na nim, startu z jego powierzchni i wejścia na orbitę okołoksię\
ycową, a następnie odlotu na Ziemię
trzeba było jeszcze wykorzystać trzy stopnie, umieszczone na trzech modułach statku Apollo: module usługowym,
członie lądowania i członie wzlotowym modułu księ\
ycowego. W efekcie astronauci odbywający podró\
na KsiÄ™\
yc i
z powrotem korzystali z sześciostopniowej "rakiety", na którą składały się trzy stopnie Saturna V oraz trzy Apolla. W
sumie wszystkie te "stopnie" zapewniały całkowitą zmianę prędkości o około 16 km/s.
Więcej w numerze specjalnym 3/2007 miesięcznika "Wiedza i śycie" - KOSMOS.
© PrószyÅ„ski Media sp. z o.o. 2005 Wszelkie prawa zastrze\
one
http://www.wiz.pl/main.php?go=1&op=2&id=109 2008-03-29