L’antenna S-Band

La S-Band antenna di Apollo 14

La comunicazione dalla superficie lunare veniva gestita dal Lunar Module e dal suo sistema di comunicazioni per la Unified S-Band. La Unified S-band (USB) era stata sviluppata per le missioni Apollo dalla NASA e dal Jet Propulsion Laboratory (JPL). La USB operava in una porzione dello spettro delle microonde e combinava (da qui il termine “unified”) le comunicazioni vocali, il segnale televisivo, la telemetria e  i segnali di rilevamento della posizione (tracking and ranging) in un singolo sistema per risparmiare sulle dimensioni e sul peso delle apparecchiature nonchè per ottenere una semplificazione dell’operatività.

Il LM era dotato di una antenna S-Band orientabile (da utilizzare preferibilmente da distanze “lunari”) e due antenne omni-direzionali (per la comunicazione da distanze più ridotte rispetto alla Terra e/o se non era possibile usare l’antenna direzionale). Se si rendeva necessario utilizzare le antenne omni-direzionali dalla superficie lunare, l’unico modo di ricevere un segnale adeguato era utilizzare una delle grandi antenne della MSFN (come quella di Honeysuckle).

Durante le missioni Apollo 11 – 14, il segnale TV veniva da una telecamera installata sulla superficie e collegata al LM tramite un cavo. Il segnale veniva processato ed inviato tramite le antenne S-Band del modulo. Queste prime missioni avevano una ulteriore alternativa, una antenna S-Band da installare sulla superficie, più grossa e potente di quella installata sul LM (Erectable S-Band Antenna).

L’antenna in questione era un‘antenna parabolica del diametro di 3 metri che veniva installata (seguendo una ben precisa serie di operazioni) e puntata verso la Terra. Veniva stivata nel Quad 1 del LM, a destra della scaletta usata per scendere sulla superficie.

La Erectable S-Band Antenna fece il suo primo volo verso la Luna già con Apollo 11. A causa del limitato (e quindi prezioso) tempo a disposizione per l’unica EVA di questa missione, venne valutata la qualità dei primi minuti della trasmissione TV in bianco e nero prima di procedere all’installazione. La qualità venne ritenuta sufficiente, l’antenna rimase inutilizzata e i 19 minuti previsti per occuparsi dell’antenna vennero invece sfruttati per attività più redditizie per l’esplorazione.

La procedura di installazione venne ideata per richiedere lo sforzo di uno solo dei due astronauti. Ma l’equipaggio di Apollo 12 nel corso della preparazione. alla missione ritenne che lavorando congiuntamente era possibile ottenere risultati migliori: mentre uno degli astronauti aggiustava la posizione e l’orientamento dell’antenna, l’altro la manteneva stabile ed evitava che si ribaltasse nel corso dell’operazione. All’equipaggio di Apollo 12 occorsero 15 minuti e 15 secondi per l’installazione; a quello di Apollo 14 solo 10 minuti e 30 secondi.

Alcuni passi della sequenza di installazione

L’installazione
L’installazione dell’antenna era guidata da una serie di targhette con le indicazioni (nello stesso stile utilizzato per la redazione dei Flight Plan) e posizionate strategicamente. La prima si trovava nella Equipment Bay, accanto alla scaletta, appena sotto l’antenna ivi stivata. Indicava i passi necessari a sbloccarla e come andava impugnata. Alla base dell’antenna ripiegata si trovava un maniglia per la mano destra dell’astronauta, mentre una barra correva lungo tutta la lunghezza del package per fornire un appiglio alla mano sinistra.

La targhetta successiva era posizionata sulla placca che sigillava superiormente l’antenna ripiegata. Ricordava all’astronauta che l’antenna andava posizionata in modo che fosse visibile dalla telecamera 16-mm montata sul finestrino del LMP all’interno del LM. Una volta identificato il punto, occorreva procedere ad un iniziale allineamento ‘grezzo’ dell’antenna: si posava a terra il package e una freccia sulla placca superiore veniva posizionata in modo da essere allineata con l’azimut della Terra. Le tre gambe telescopiche (fissate subito sotto il corpo principale dell’antenna) che reggevano l’antenna venivano sbloccate e la placca superiore rimossa e scartata.

Rimossa la placca si andava ad agire sul trasmettitore/ricevitore (T/R): si trovava installato su un’asta telescopica, composto da due sezioni, che veniva estesa in modo da posizionare il blocco T/R nel fuoco del disco dell’antenna (una volta aperto). Veniva effettuato un secondo allineamento approssimativo (con lo stesso sistema precedente) e le tre gambe venivano estese e posate sulla superficie. La copertura termica e protettiva per i micrometeoriti che aveva riparato l’antenna veniva rimossa. L’antenna stessa veniva sollevata fino a bloccare in posizione eretta (a treppiede) le tre gambe. Nel corso di Apollo 14 si verificò un piccolo inconveniente: Alan Shepard alzò l’antenna prima di rimuovere la copertura, col risultato di non riuscire a sbloccare le gambe (e dover ripetere l’operazione nell’ordine corretto).

L’ultima delle targhette si trovava su una delle gambe. Le istruzioni richiedevano la rimozione della barra usata per il trasporto. A questo punto veniva aperta la parabola agendo su un cavo di rilascio che era accessibile a metà altezza lungo una delle gambe: questo posizionamento era studiato per evitare che l’elmetto e il PLSS potessero urtare la parabola. Infine veniva connesso il cavo tra il LM (si trovava all’interno del MESA) e l’antenna.

L’allineamento finale dell’elevazione veniva effettuato ruotando in senso antiorario la maniglia utilizzata per il trasporto. Per quanto riguarda l’azimuth la regolazione veniva effettuata utilizzando una manovella a cavo flessibile. Nel compiere l’operazione gli astronauti utilizzavano un dispositivo di puntamento montato sull’asse di rotazione dell’antenna.

Una panoramica del sito di allunaggio di Apollo 12, con l’antenna S-Band

Nelle ultime missioni di tipo J, la telecamera utilizzata fu quella installata sul Rover. Il suo segnale veniva processato dalla Lunar Communications Relay Unit (LCRU) e trasmessa direttamente verso Terra tramite l’antenna di cui era dotato il veicolo. L’“antennone” S-Band venne pensionato. Le uniche due missioni ad averla utilizzata sono state Apollo 12 e Apollo 14.

2 Risposte to “L’antenna S-Band”

  1. Giampiero Says:

    Grazie per l’ottima descrizione.
    Non sapevo di ignorare così tante cose sulle trasmissioni televisive lunari.
    Giampiero

  2. raghnor Says:

    Giampiero, ogni volta che inizio a cercare materiale per scrivere un post rimango quasi schiacciato dalla quantità del materiale liberamente fruibile e disponibile grazie all’impegno della NASA (ad esempio con la sua branca NASA History) e a tanti appassionati (come le persone che stanno dietro all’Apollo Fligh Journal o al Lunar Surface Journal). Quello che leggi nei iei post è principalmente un lavoro di machete e cesello per sfoltire tutte le informazioni disponibili.

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