Il Landing Point Designator (LPD)

Le fasi dell’allunaggio e
i rispettivi programmi dell’AGC

La procedura di allunaggio del LM era lunga, complessa e divisa in diverse parti. Per ciascuna di esse, l’AGC (Apollo Guidance Computer) eseguiva un diverso programma di guida specifico.

A circa 2.74 Km di altitudine il LM raggiungeva un punto ipotetico definito ‘high gate’, un termine derivato dal gergo aereonautico che identifica il punto iniziale dell’approccio ad un aereoporto. Il LM assumeva un orientamento tale (pitch over) da permettere all’equipaggio di osservare la superficie nel luogo designato per l’allunaggio. Era a partire da questo punto che la traiettoria poteva essere modificata, anche a scapito di un maggiore consumo di carburante, per integrare le decisioni del sistema di guida automatico con una componente decisionale umana. In corrispondenza dell’high gate, il computer iniziava ad eseguire il programma P64 (Approach Phase Guidance). Si trattava di un programma molto simile a quello eseguito in precedenza (P63, Initial Braking Maneuver) ma con un diverso obiettivo e, inoltre, provvisto della logica necessaria a permettere al CDR di modificare il punto di allunaggio, di ‘ri-definirlo’, fino a quando il LM non si fosse trovato ad una distanza di 9 Km da esso e/o ad una altitudine superiore ai 150 mt.

Come faceva il CDR a selezionare un nuovo punto di allunaggio? E come lo indicava all’AGC?

L’LPD

Il programma P64 mostrava sul DSKY una nuova informazione, ‘LPD angle’. Tramite questo valore il CDR poteva identificare il punto di allunaggio verso cui era indirizzato il LM, guardando fuori dal suo finestrino attraverso un semplice quanto brillante dispositivo chiamato Landing Point Designator (LPD); l’LPD fu frutto della mente di Donald Cheatham (del Task Space Group), ma venne perfezionato e realizzato da Allan Klumpp (ingegnere meccanico dell’MIT ed esperto di sistemi di controllo).
L’LPD consisteva in una serie di linee di codice nell’AGC (che calcolavano l’LPD angle) e una scala graduata incisa sul finestrino del LM dal lato del CDR. In realtà le scale erano due, una incisa sul vetro interno e una sul vetro esterno del finestrino (vedi schema tecnico qui sotto) e leggermente disallineate. Quando il CDR si posizionava in modo da vederne una sola, era sicuro di essere ben allineato. Osservando la superficie tramite l’LPD in corrispondenza dell’angolo leggibile sul DSKY, il CDR vedeva il punto di allunaggio dove l’AGC stava portando il LM.

Vennero definite due possibili procedure per ri-definire il punto di allunaggio tramite l’LPD:

  • 1a versione: il CDR sceglieva un nuovo punto di atterraggio, ne rilevava la posizione attraverso la scala dell’LPD e leggeva il corrispondente valore al LMP che lo inseriva nel computer digitando alcuni comandi sul DSKY.

  • 2a versione (quella poi effettivamente utilizzata): a Klumpp la 1a versione sembrava clumpsy per cui suggerì una modifica. Il CDR poteva muovere il joystick di guida del LM nelle 4 direzioni (avanti / indietro, destra /sinistra) a scatti. Ad ogni scatto del joystick corrispondeva lo spostamento in quella direzione della traiettoria: avanti / indietro di mezzo grado della scala dell’LPD, destra / sinistra di 2 gradi.
    Ad uno spostamento di un grado corrispondevano distanze diverse a seconda della quota a cui si trovava in quel momento il LM: a 1.8 Km di altitudine uno scatto corrispondeva a 18 mt, a 150 mt corrispondeva a 24 mt).
    Il computer ricalcolava la traiettoria e il nuovo punto di allunaggio. Il LMP leggeva dal DSKY un nuovo valore dell’LPD corrispondente, che il CDR poteva utilizzare per controllare la superficie ed eventualmente, in un ciclo iterativo, ridefinire nuovamente il punto di allunaggio.

Un minuto e mezzo circa dopo aver passato l’high gate, a circa 150 mt di altitudine, l’LM raggiungeva un altro punto ipotetico, il ‘low gate’. Iniziava da qui la fase finale dell’allunaggio (Final Landing Phase). L’AGC passava al programma P66, il CDR smetteva di utilizzare l’LPD e proseguiva in modalità manuale fino a toccare il suolo lunare; in realtà P66 era una modalità di allunaggio assistita detta Attitude-Hold in cui l’AGC si preoccupava di mantenere l’assetto del LM mentre il CDR tramite il joystick guidava il LM.

Un disegno tecnico del
finestrino del LM con l’LPD

L’LPD è stato il cuore di un sistema integrato uomo-macchina per l’allunaggio. Tecnicamente può essere definito un sistema di controllo ibrido: il CDR poteva guidare il LM manualmente verso il punto di allunaggio scelto, ma la traiettoria effettivamente seguita era calcolata ed eseguita da un sistema automatico (l’AGC). Una suddivisione dei compiti ottimale che utilizzava la capacità della componente umana per valutare il punto di allunaggio (ed eventualmente trovarne uno migliore) e le capacità di precisione nella guida e di calcolo della macchina. Permetteva al CDR di concentrarsi sulla scelta del miglior punto di allunaggio senza il fardello di doversi allo stesso tempo preoccupare di mantenere l’assetto del LM.

In tutte le missioni in cui c’e’ stato un allunaggio, il CDR ha sempre utilizzato l’LPD per ridefinire il punto di allunaggio; Pete Conrad, ad esempio (nel corso della missione Apollo 12), lo ha fatto 7 volte.

2 Risposte to “Il Landing Point Designator (LPD)”

  1. FeFeSofT Says:

    Belli e interessanti questi articoli

    PS come avviene l’avviso via e-mail di nuovi articoli ? ieri mi è arrivato l’avviso dell’articolo relativo al VAB !!!

    Salutoni e buon lavoro.

  2. raghnor Says:

    Mi scuso per lo spam indesiderato. Ieri ho effettivamente fatto una piccola modifica al post sul VAB (del Gennaio 2009). Siccome il post è precedente all’attivazione del sistema di notifiche, è stato considerato come nuovo. Ho fatto un po di ricerca e sembra che WordPress funzioni così purtroppo.

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