Launch Window (5) – Considerazioni Finali

Saturn V Liftoff

Dopo aver considerato nei post precedenti i fattori in che influenzavano la definizione delle finestre di lancio nelle varie fasi della missione, in questo ultimo post della serie tiriamo le fila del discorso ritornando ai 6 punti principali già elencati nel primo post:

  • l’Azimut del lancio

  • la posizione geografica del sito di allunaggio pianificato

  • l’illuminazione del sito di allunaggio pianificato

  • la capacità operativa dello stack Apollo e del vettore Saturn V

  • l’obbligo di effettuare il lancio durante il giorno (con l’eccezione nota di Apollo 17)

  • il numero minimo di opportunità di lancio durante il mese

Azimut di Lancio
Abbiamo visto nel terzo post della serie come per un determinato azimut di lancio e numero di orbite di parcheggio, venivano a definirsi 2 momenti per il lancio che avrebbero portato l’Apollo al Moon Antipode al momento giusto per effettuare la TLI: in un caso la manovra sarebbe avvenuta sorvolando l’Oceano Pacifico, nell’altro sopra l’Atlantico. Tenendo in considerazione l’intervallo di azimut disponibili per il lancio dell’Eastern Test Range (tra i 72˚ e i 108˚), veniva così a definirsi un intervallo di tempo disponibile per il lancio (la Daily Window).

Le finestre giornaliere del 1969

Il grafico qui riprodotto mostra le finestre disponibili nel 1969: le aree colorate indicano i periodi validi per il lancio, le rosse in caso di TLI sul Pacifico (identificate anche dalla lettera P), quelle blu per le TLI sull’Atlantico (lettera A). Notate come l’intervallo tra le due possibili finestre (tempo non valido per un lancio) cambi di mese in mese. Talvolta possono passare fino a 14 ore tra la chiusura di una finestra e l’apertura della successiva; altre volte si susseguono una dietro l’altra.

Posizione Geografica ed Illuminazione del sito di allunaggio

Le condizioni di luce necessarie ad un allunaggio

Queste due caratteristiche del sito di allunaggio (posizione e illuminazione) erano inscindibili nel loro effetto sulla determinazione delle finestre di lancio. Per permettere agli astronauti a bordo del LM la miglior visibilità durante la discesa e l’allunaggio e una migliore valutazione del luogo di allunaggio, il Sole doveva trovarsi tra i 5 e i 14 gradi sopra l’orizzonte Est (cioè dietro al LM). La figura qui accanto mostra la condizione ottimale con il terminatore a 0˚ di longitudine. L’area valida per l’allunaggio si muoveva verso Ovest di 13˚ al giorno in virtù della rotazione lunare (daily shift). L’effetto della latitudine del sito di allunaggio sulle finestre di lancio era invece dovuto ai limiti di performance dell’SPS. Ammesso che le condizioni di luce fossero state ottimali, se l’SPS non era in grado di permettere allo stack di raggiungere il sito di allunaggio, la finestra di lancio relativa veniva cancellata.

Aree di allunaggio disponibili per tutto l’anno (1969)

Se un sito sulla superficie lunare si trovava in un’area accessibile per tutto il mese, indipendentemente dall’effetto del daily shift, veniva classificato come ‘accessibile al 100%’ (rimaneva da valutare il solo aspetto dell’illuminazione). Il risultato di queste valutazioni portava a realizzare grafici come quello qui accanto che rappresenta le aree accessibili al 100% e con le corrette condizioni di illuminazione. Tirando le somme, dato un sito di allunaggio pianificato, il lancio era possibile solo nel giorno in cui le condizioni di illuminazione erano quelle corrette e se si trovava ad una latitudine e longitudine raggiungibili.

Capacità operativa dello stack Apollo
Se fosse stato possibile avere CSM e LM con serbatoi sufficientemente capienti, si sarebbero potute effettuare variazioni di traiettorie in grado di accedere ad ogni parte della superficie lunare. Questo non fu possibile per i limiti di carico utile del Saturn V, limiti che generarono una costante lotta in fase di progetto delle capsule per tenere il peso complessivo sotto controllo, in modo da lasciare più margine possibile alla quantità di carburante disponibile. I pianificatori delle missioni dovevano garantire che le traiettorie e le manovre necessarie non superassero il Δv (delta-v) disponibile. Δv che cambiava nel progredire della missione (a seconda dei sistemi di propulsione disponibili e della configurazione dello stack). Ovviamente occorreva anche tenere conto di un margine di sicurezza al di là del Δv ottimale. Un margine che fu sempre esiguo viste le pressioni per aumentare il carico utile. Con Apollo 17, grazie ad una serie di migliorie al Saturn V, fu possibile caricare più esperimenti, il Rover e un maggior quantitativo di materiali di consumo (carburanti, ossigeno, …) che permisero a questa missione di tipo J di allunare in uno dei siti più difficili.

Obbligo di lancio giornaliero e Numero minimo di opportunità di lancio nel mese
Quando, dopo aver soddisfatto tutti i vincoli descritti in precedenza, era possibile raggiungere uno dei siti di allunaggio designato, poteva accadere che ciò venisse impedito dall’assenza di una finestra di lancio durante il giorno (le ragioni di questo vincolo sono state discusse nel secondo post della serie). Questo poteva avvenire nel corso dell’intero anno per TLI Atlantiche e durante l’inverno in particolare per le TLI Pacifiche. Per le prime missioni Apollo, in cui erano previsti diversi siti di allunaggio (come opzioni), servivano almeno 5 finestre di lancio giornaliere al mese. Era possibile sfruttare il solo periodo della primavera e dell’inizio dell’estate per raggiungere siti a sud dell’equatore lunare (indipendentemente da dove avvenisse la TLI). Mentre nel caso di siti a nord dell’equatore, era possibile avere queste 5 finestre per tutto l’anno sfruttando una TLI Pacifica.

E con questo post si esaurisce l’argomento Launch Window. Vi ricordo ancora che questa serie è stata possibile grazie all’ottima pagina dell’Apollo Flight Journal dedicata all’argomento e curata da Robin Wheeler.

2 Risposte to “Launch Window (5) – Considerazioni Finali”

  1. Un gran lavoro quello fatto dagli americani (alla faccia dei complottisti, poveracci) ma uno splendido lavoro anche il tuo, ti faccio di nuovo i miei complimenti, io ho una discreta raccolta di documentari, anche in inglese, ma é grazie al tuo blog che sto scoprendo nei dettagli questa straordinaria e irripetibile avventura dell’uomo, continua cosí e grazie!

  2. raghnor Says:

    Grazie per l’incoraggiamento. Io ci provo🙂

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