The Apollo Spacecraft (4) – Il Service Module (2a Parte)

Il CSM di Apollo 15 in orbita lunare

Come detto nel precedente post, il SM risultava suddiviso in 6 settori (più una sezione centrale). Questi settori erano di 3 dimensioni diverse, con 2 settori per ciascuna misura.
Nel dettaglio i Settori 1 e 4 erano ampi 50 gradi, i Settori 3 e 6 erano ampi 60 gradi e i settori 2 e 5 erano ampi 70 gradi.

SETTORE 1
Fino alla missione di Apollo 15 questo settore era vuoto e per mantenere il centro di gravità del SM veniva occupato con una zavorra. Dopo l’incidente di Apollo 13 vi è stato posizionato un serbatoio supplementare di ossigeno. In seguito è stata aggiunta qui la SIM Bay (l’insieme di strumenti scientifici utilizzato in orbita lunare).

SETTORE 2
Questo era uno dei settori ampi 70 gradi. All’esterno erano presenti parte dei radiatori del sistema ambientale e uno dei blocchi con i motori del RCS; all’interno il sump tank dell’ossidante per l’SPS e le tubature ad esso relative, i serbatoi per alimentare l’RCS e le rispettive tubature. Il sump tank era un serbatoio che alimentava direttamente l’SPS: era collegato da tubature sia all’SPS che all’altro serbatoio di stoccaggio dell’ossidante, dal quale veniva costantemente alimentato (lo stesso schema venne utilizzato anche per i serbatoi del carburante). Il sump tank in questo settore era il più grande dei due serbatoi del SM in cui veniva conservato l’ossidante (tetraossido di azoto) per il Service Propulsion System. Era un cilindro realizzato in titanio, lungo 3.9 mt con un diametro di 1.3 mt. Poteva contenere 6315 Kg di ossidante.

Schema tecnico dei settori del SM

SETTORE 3
Questo era uno dei settori ampi 60 gradi. Anche lui presentava all’esterno uno dei blocchi dei motori dell’RCS. Internamente si trovava il serbatoio di stoccaggio dell’ossidante. Questo serbatoio era realizzato allo stesso modo di quello del Settore 2 ma era di dimensioni leggermente inferiori. Era alto 3.92 mt con un diametro di 1.14 mt. Poteva contenere 5118 Kg di ossidante. Ossidante che serviva ad alimentare il sump tank.

SETTORE 4
Questo era uno dei settori ampi 50 gradi. Conteneva la maggior parte dei componenti del sistema elettrico del CSM, incluse le tre celle a combustibile, due serbatoi criogenici per l’ossigeno e due per l’idrogeno (necessari ad alimentare le celle e usate anche dal sistema ambientale) e il sistema di controllo delle celle. Le tre celle erano montate su una sorta di scaffalatura nel terzo superiore del settore. Ciascuna cella era alta 1.1 mt, aveva un diametro di 55 cm e pesava 111 Kg. Fornivano la maggior parte dell’energia elettrica richiesta dal CSM. I serbatoi criogenici erano di forma sferica. Quelli dell’ossigeno erano installati uno accanto all’altro nel centro del settore, mentre quelli dell’idrogeno erano montati uno sopra l’altro ed occupavano il rimanente spazio sottostante nel settore.
I serbatoi dell’ossigeno erano realizzati in una lega di nichel e acciaio; avevano un diametro di circa 66 cm e potevano contenere 147 Kg ciascuno di ossigeno allo stato liquido e alla temperatura di -182.7˚C.
I serbatoi dell’idrogeno erano realizzati in titanio; avevano un diametro di 80 cm e potevano contenere 13 Kg ciascuno di idrogeno (l’idrogeno è molto più leggero dell’ossigeno a parità di volume) in uno stato semi-liquido / semi-gassoso che richiedeva il mantenimento di una temperatura di -252.7˚C.
Il sistema di controllo gestiva la generazione e la distribuzione dell’energia elettrica al resto dei sistemi del CSM.

Una vista di un SM durante la produzione

SETTORE 5
Questo era l’altro settore da 70 gradi. Esternamente presentava parte dei radiatori del sistema ambientale e un altro dei blocchi del’RCS. Internamente si trovava il sump tank del carburante per l’SPS. Questo serbatoio occupava praticamente tutto lo spazio nel settore. Era di forma cilindrica, alto 3.9 mt per un diametro di 1.3 mt e poteva contenere 3950 Kg di carburante (una miscela 50 – 50 di idrazina e dimetilidrazina asimmetrica). Come per il sump tank dell’ossidante, l’SPS pescava da qui il carburante; una serie di tubature univa l’SPS a questo serbatoio e questo serbatoio all’altro serbatoio di stoccaggio.

SETTORE 6
Questo era l’altro settore da 60 gradi. Esternamente presentava parte dei radiatori del sistema ambientale e l’ultimo dei 4 blocchi del’RCS.
Internamente conteneva principalmente il serbatoio di stoccaggio del carburante. Era un cilindro realizzato in titanio, lungo 3.9 mt con un diametro di 1.3 mt (stesse dimensioni dell’equivalente serbatoi dell’ossidante). Poteva contenere 3200 Kg di carburante. Il carburante qui contenuto serviva ad alimentare il sump tank nel Settore 5. Anche in questo caso la differenza sostanziale nel peso dipendeva dalla natura del contenuto (il carburante era il 50% più pesante dell’ossidante).

Tecnici al lavoro nella parte superiore del SM

E infine resta da analizzare la SEZIONE CENTRALE.
La sezione centrale conteneva due serbatoi di elio e il Service Propulsion System (il motore principale del CSM). I due serbatoi di elio erano posizionati nella parte alta del settore; avevano un diametro di 1 mt e contenevano 0.5 mt3 di gas ciascuno ad una pressione di 3600 psi (pounds per square inch) ovvero 244 Atmosfere. Questo gas veniva usato per mantenere in pressione i serbatoi del combustibile e dell’ossidante, di modo che questi fluissero dai rispettivi serbatoi di stoccaggio ai sump tank e da qui alla camera di combustione dell’SPS.
SPS che si trovava nella parte bassa del settore, con l’ugello che si estendeva per più di 2.7 mt dalla paratia inferiore del SM. In tutto la lunghezza del motore raggiungeva i 3.88 mt per un peso complessivo di 295 Kg.

The Apollo Spacecraft
Il CM (1a Parte) Il CM (2a Parte)
Il SM (1a Parte) Il SM (2a Parte)
Il LM (1a Parte) Il LM (2a Parte)
Il LM (3a Parte) Il LM (4a Parte)

3 Risposte to “The Apollo Spacecraft (4) – Il Service Module (2a Parte)”

  1. Vittorio Says:

    C’è qualcosa di errato nelle temperature che hai scritto, a mio giudizio:
    … e potevano contenere 147 Kg ciascuno di ossigeno allo stato liquido e alla temperatura di -297˚C.
    I serbatoi dell’idrogeno erano realizzati in titanio; avevano un diametro di 80 cm e potevano contenere 13 Kg ciascuno di idrogeno (l’idrogeno è molto più leggero dell’ossigeno a parità di volume) in uno stato semi-liquido / semi-gassoso che richiedeva il mantenimento di una temperatura di -423˚C.

    La minima temperatura possibile nell’universo sono i 0° Kelvin corrispondenti a -273° C. Per quanto riguarda l’ossigeno la temperatura nel quale è liquido varia tra i -223 °C (temperatura alla quale solidifica) e i -183 °C (temperatura alla quale diventa gas), mentre per l’idrogeno la temperatura di passaggio di stato liquido-gassoso è di -253 °C.

  2. Damn … dovevo essere fuso quando ho postato. Le temperature nel post sono in gradi Farenheit e non Celsius: -297˚F = -182.78˚C e -423˚F = -252.78˚C.
    Grazie per la segnalazione. Post modificato e scusatemi per la vaccata (meno male che il corso di Fisica l’ho passato brillantemente all’università).

  3. Ho pensato: “Avrà confuso le cifre”, e cercavo di capire dove o come avevi girato i numeri. Era sfuggito pure a me che le temperature erano espresse in Farenheit, cosa grave pure per me (sono perito chimico …)

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