The Apollo Spacecraft (8) – Il Lunar Module (4a Parte)

La costruzione dell’Ascend Stage (2)

I Finestrini
I due finestrini frontali di forma triangolare erano inclinati per permettere una adeguata visibilità frontale e verso il basso (dove insomma era più necessaria durante le fasi finali dell’allunaggio). Un finestrino di forma rettangolare era presente sopra la testa del CDR per avere visibilità durante le manovre di docking. Tutti e tre erano costituiti da due superfici (una versione avanzata dei doppi vetri attuali). Il vetro esterno era di un vetro temprato a bassa resistenza che inibiva la penetrazione dei micrometeoriti. La superficie esterna veniva inoltre rivestita con 59 strati di un ossido metallico che riduceva il passaggio della luce infrarossa e ultravioletta; quella interna invece con un rivestimento antiriflesso. Il vetro interno era realizzato in vetro temperato chimicamente ad alta resistenza. La superficie esterna (quella verso l’intercapedine tra i due vetri) era trattata con un rivestimento antiriflesso, mentre quella interna con un rivestimento anti appannamento. Tutti e tre i finestrini erano dotati di sistema di riscaldamento elettrico per prevenire l’appannamento; l’utilizzo di tale sistema era totalmente sotto il controllo degli astronauti. Una copertura, con un trattamento antiriflesso sulla superficie esterna, era disponibile per tutti i finestrini.

La Sezione Centrale
Dalla parte frontale dell’abitacolo, gli astronauti superavano uno scalino di 45 cm per accedere alla sezione centrale, profonda 1.5 mt, alta circa 1.52 cm. In questa zona spuntava in parte dal pavimento l’ascend engine (APS). Lungo le pareti di questa sezione si trovavano alcuni componenti dell’ECS, i contenitori per i campioni raccolti sulla Luna, i connettori e i tubi (umbilicals) dei sistemi di supporto vitali e di comunicazione a cui collegavano le tute gli astronauti (ad esempio durante le varie fasi dell’allunaggio), il sistema di gestione delle scorie e quello di gestione dell’ossigeno, i contenitori per il cibo, le soprascarpe lunari (da indossare durante le EVA) e un Reference Kit (la documentazione del LM). Sulla parete di fondo (che chiudeva l’abitacolo) si trovavano alcuni componenti dell’EPS (Electrical Power Subsystem) e del GN&CS (Guidance, Navigation, and Control Subsystem).
La struttura della Sezione Centrale veniva realizzata in maniera analoga a quella dell’abitacolo (in lega di alluminio) e comprendeva 3 piani: uno costituiva il pavimento e sosteneva l’APS. Un altro costituiva la parte alta interna della sezione e sosteneva il portello superiore e una delle estremità del docking tunnel. L’ultimo costituiva la parte superiore esterna dell’AS, supportava l’altra estremità del docking tunnel e reggeva parte dello stress strutturale quando CSM e LM erano connessi. La struttura esternamente sosteneva i serbatoi del carburante, quelli dell’ECS e due dei quattro raggruppamenti di motori dell’RCS.

Schema tecnico del LM

Il Portello Superiore e il Docking Tunnel
Il portello superiore, di circa 83 cm di diametro, si trovava nella parte superiore della sezione mediana dell’AS. Quando CSM e LM erano agganciati, attraverso questo portello l’equipaggio era in grado di accedere al Docking Tunnel e muoversi tra le due capsule. Si apriva verso l’interno del LM, agendo su una maniglia. Una guarnizione in silicone attorno al portello favoriva la tenuta della pressurizzazione della cabina; se era necessario aprire il portello quando il LM non era agganciato al CSM (come per la Stand-up EVA di Apollo 15) bisognava depressurizzare la cabina tramite una valvola di sfogo (come nel caso del portello frontale).
Una volta aperto il portello si accedeva al Docking Tunnel, un tunnel lungo 45 cm del diametro di 81 cm. Alla fine del tunnel si trovava un anello di docking, dotato di una serie di chiavistelli che permettevano una solida connessione con un anello di docking installato sul CM. In questo modo CSM e LM erano uniti in maniera salda (il cosiddetto hard docking), garantendo la continuità strutturale dello stack.

Lo Schermo Termico e per i Micrometeoriti
Dopo l’estrazione dall’SLA, il LM era direttamente esposto alle micrometeoriti e alla radiazione solare. Per proteggere gli astronauti e l’equipaggiamento all’interno del LM dalle condizioni di temperature estreme, vennero utilizzati sistemi di controllo sia attivi (l’ECS,Environmental Control System) che passivi (metodi per isolare l’interno del veicolo dalle condizione esterne, un pò come in un thermos). L’intera struttura dell’AS era racchiusa in una copertura termica e uno scudo contro i micrometeoriti. Dei distanziatori in fibra di vetro, a bassa conducibilità di calore mantenevano separati la struttura interna in allumino e la copertura. Attorno ai serbatoi del carburante la stessa funzione era svolta da apposite strutture in alluminio.
La copertura termica era costituita da almeno 25 strati di fogli di Mylar; ciascuno strato era spesso 0.00381 mm e ricoperto su una delle due facce con un sottilissimo velo di alluminio. Ogni strato veniva increspato a mano prima di essere unito agli altri; questo per garantire un migliore isolamento, poichè permetteva la ventilazione e minimizzava il contatto tra i vari strati, contatti che potevano trasferire calore.
Alcune aree dell’AS erano soggette a temperature fino a 980° C, a causa del contatto con i gas esausti dell’RCS. In queste aree veniva aggiunto da un sandwich formato da due fogli di nickel (0.0127 mm) intervallati da un foglio ed una struttura a rete di Inconel (Inconel fa riferimento alla famiglia delle superleghe austenitiche a base di nichel-cromo).

Il motore dell’Ascend Module

L’Ascent Propulsion System (APS)
L’APS era un motore ad iniettore non variabile, riavviabile, alimentato da due carburanti ipergolici e dotato di una camera di combustione con raffreddamento ablativo. Il motore non era orientabile e la sua spinta non era regolabile. Il flusso del carburante alla camera di combustione veniva garantito pressurizzando i circuiti di alimentazione tramite elio gassoso ed era controllato da una serie di valvole e da un iniettore (in questo modo non erano necessarie pompe di alimentazione).
Il motore dell’AS doveva garantire una affidabilità totale poichè ad esso era affidato il compito di riportare in orbita gli astronauti scesi sulla superficie lunare. Da qui le decisioni progettuali tutte volte a disegnare un motore il più semplice possibile.
Ognuno dei serbatoi del propellente era munito di un sensore di basso livello che provocava l’accensione di una spia sul pannello di controllo quando restavano circa 10 secondi di autonomia.
Una linea di distribuzione secondaria era interconnessa all’RCS. Una serie di valvole a solenoide permettevano così di utilizzare il carburante destinato all’APS nell’RCS (condizione necessaria era che il sistema di alimentazione dell’APS fosse pressurizzato).

E con questo post chiudo la serie dedicata alle componenti dello stack Apollo. Come dissi all’inizio, si è trattata di una rapida carrellata. Ci sarà tempo per approfondire tutto. Qualche preferenza? Da dove cominciamo?

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)

4 Risposte to “The Apollo Spacecraft (8) – Il Lunar Module (4a Parte)”

  1. Ciao, ottimo lavoro! Dovrebbe aiutare i lettori a comprendere le complessità tecniche con le quali si dovevano confrontare dei giovani appena usciti dall’università. (da noi sarebbe impensabile).

    p.s un piccolo refuso fu Dave Scott CDR di Apollo 15 a saltare sulla copertura del motore d’ascesa e aprire il portello per (per quanto ne so io unica volta nella storia) uscire con il busto e scattare una serie di fotografie (fece una panoramica) con diverse lunghezze focali, della zona d’allunaggio. (Hadley)
    Ho un documento filmato mentre me ne parla come di una sensazione unica, indescrivibile, come affacciarsi dal balcone di casa e invece di vedere il tuo mondo, ti trovi in una landa desolata ma scintillante di riflessi dove il cielo nero e la luce radente del Sole creano contrasti che noi terrestri…non vedremo mai! (pistolotto del Pizzimenti)

  2. Grazie Luigi, mi è scappato un 16 al posto di un 15. Meno male che ho dei lettori attenti🙂
    E anche a me risulta che quella di Scott fu l’unica Stand-up EVA dell’intero programma.
    Di Dave Scott ricordo anche che realizzò un paio di foto della zona di allunaggio del Falcon (il LM di Apollo 15) da una delle stazioni della EVA raggiunte con il Rover: anche nella foto scattata con l’obiettivo da 500 mm, il LM (la loro ‘casetta’ sulla Luna) era così piccolo e sperduto nel paesaggio lunare.

  3. Vittorio Says:

    Nel complimentarmi per tutti gli articoli interessantissimi, ti segnalo un altro refuso:
    Una volta aperto il portello si accedeva al Docking Tunnel, un tunnel lungo 45 cm e lungo 81 cm.
    Sarebbe da chiarire cosa è lungo e cosa è largo (anche se presumo fosse largo 81 e lungo 45).
    Confermo che l’unica “StandUp EVA” fu quella di Scott di Apollo 15, come anche mostrato nei film TV “Dalla Terra alla Luna”. Se vogliamo ci fu un’altra specie di “StandUp EVA”, quella fatta da Schweickart su Apollo 9, l’uscita sul terrazzino del LEM.

  4. raghnor Says:

    Holy Cow! Mi sa che devo ancora smaltire i postumi delle feste🙂 Il Docking tunnel era lungo 45 cm per 81 cm di diametro. Errore corretto e grazie mille Vittorio.

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