Il Lunar Module Landing Radar

Il Landing Radar

Sebbene tutti i sistemi che componevano il Lunar Module debbano essere ritenuti fondamentali per la riuscita dell’allunaggio, erano 4 quelli critici:

Il controllo del LM durante la discesa verso la superficie si basava principalmente sui comandi di guida generati dal PNGCS, e in particolare dal suo pilota automatico, o a quelli impartiti dall’equipaggi tramite i controlli manuali (come l’ACA).

Il landing radar aveva come compito quello di determinare con esattezza la distanza dalla superficie e la velocità del veicolo; questi valori venivano passati all’LGC (il Lunar Module Guidance Computer, in pratica l’AGC del LM) che li incorporava nei suoi calcoli in modo da far coincidere i valori determinati dal sistema di guida inerziale con quelli appunto del radar (quello che veniva definito far convergere i valori di velocità e altitudine). Tecnicamente si trattava di un radar che sfruttava 4 diversi fasci di microonde: uno determinava l’altitudine utilizzando un fascio continuo di onde modulate opportunamente in frequenza e gli altri 3 le componenti vettoriali della velocità applicando ai fasci continui di onde l’effetto Doppler. L’antenna poteva assumere due orientamenti diversi, ciascuno adatto ad un determinato momento della discesa.

Lo schema dei fasci del landing radar

Pochi minuti dopo l’inizio della powered descent (PDI), l’altitudine raggiunta dal LM era intorno ai 12 km e la velocità era scesa da circa 1670 m/s a 1220 m/s. Era a questo punto che entrava in azione il landing radar. Sul DSKY erano presenti due spie, ALT e VEL (ALTitude e VELocity ovviamente); i due astronauti attendevano lo spegnimento delle due, ad indicare che il radar aveva ‘agganciato’ la superficie lunare e iniziava a fornire un flusso di dati di qualità accettabile. Tramite il comando V06N63 (Verb 06 Noun 63), era possibile visualizzare sul DSKY la differenza tra l’altitudine calcolata dall’LGC sulla base della piattaforma inerziale e l’effettiva misura effettuata dal radar, la cosiddetta delta-H.

Una volta ottenuta la conferma dal Mission Control che i dati provenienti dal radar erano buoni, gli astronauti iniziavano il procedimento di riconciliazione dei dati tra il radar stesso e l’AGC tramite il Verb 57. In questo procedimento entrava in gioco anche un modello semplificato del terreno lunare, un modello a segmenti che approssimava la pendenza della superficie lungo la traiettoria percorsa del LM. Tramite V06N63 il procedimento veniva monitorato fino a quando la traiettoria calcolata e quelle effettiva non coincidevano. Grazie a questa attività veniva eliminata ogni incertezza sull’effettiva altitudine del LM.

Il modello del terreno lunare

Il landing radar era suddiviso in due parti: le antenne e l’elettronica di gestione dei segnali.

Le antenne erano 6 (due in trasmissione e 4 in ricezione) ed erano montate su un meccanismo basculante sotto il descent stage in grado di mantenere l’insieme in due posizioni diverse. Le due posizioni, dettate dall’orientamento del LM nelle diverse fasi della traiettoria, erano quelle utilizzate durante la prima parte della discesa (descent position, 24 gradi di inclinazione rispetto all’asse X del LM) e nella fase finale (hovering position, perfettamente allineato con l’asse X del LM). Lo scopo delle antenne trasmettenti era quello di inviare e ricevere i 4 fasci di microonde, 3 per la velocità a 10,51 GHz più una per l’altitudine a 9,58 GHz. Quelle riceventi rilevavano i fasci di microonde di ritorno (rimbalzati sulla superficie lunare). Un circuito di controllo della temperatura era attivo fin dal lancio per proteggere i componenti dell’antenna dalle basse temperature del volo spaziale.

L’elettronica era preposta al processo dei segnali per determinare i valori di velocità e altitudine da inviare all’LGC e ai display sul pannello di comando degli astronauti. Comprendeva i rilevatori della frequenza dei fasci (per i calcoli dell’effetto Doppler), i convertitori di velocità ed altitudine, e la logica di determinazione della qualità dei dati (data good / no-good logic).

Tra le verifiche pre allunaggio da effettuare, l’equipaggio doveva verificare il landing radar tramite la modalità di self-test. Un circuito apposito inviava un segnale Doppler simulato ai sensori delle antenne (per verificare il rilevamento della velocità) e un segnale ai sensori dell’altimetro (per verificare il rilevamento dell’altitudine).

I dati sull’altitudine erano disponibili per l’LGC e gli indicatori in cabina a circa 7,5 km e continuamente aggiornati. A circa 5,5 km di altitudine diventavano attivi anche gli indicatori di velocità frontale e laterale.

Il landing radar ha funzionato bene nel corso di tutte le missioni, sebbene con prestazioni a volte molto differenti. Ad esempio per Apollo 16, Young e Duke sono stati sorpresi dall’aggancio della superficie da parte del dispositivo molto prima del previsto. Nel corso di Apollo 14 invece, Shepard e Mitchell, che già avevano avuto problemi con l’interruttore dell’abort difettoso, ebbero a che fare anche con un radar particolarmente ‘pigro’🙂

Passato il limite dei 10 km, ancora nessun dato veniva fornito dal radar. Mitchell si lasciò andare anche ad un incitamento “Come on radar! Come on radar!!” mentre le spie ALT e VEL restavano accese. Dopo un minuto, ai due astronauti venne comunicato che mancava poco all’avvio del P63. A 7000 metri ancora nulla e i due sapevano che giungere alla quota di 3000 metri senza i dati del radar significava abortire l’allunaggio. Il Capcom (Fred Haise) suggerì una manovra nota a tutti i possessori di un computer: spegnere e riaccendere (‘cycle the radar breaker’)🙂 Effettuata la manovra, condita da un altro “Come on in!” di Mitchell, ed alla quota di 5500 m, il landing radar finalmente iniziò a funzionare regolarmente. E come sappiamo tutti Apollo 14 effettuò un allunaggio perfetto.

Una Risposta to “Il Lunar Module Landing Radar”

  1. Oltre a essere un argomento interessante mi sono entusiasmato nella lettura del funzionamento del radar durante due missioni.
    Grazie .

Lascia un commento

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione / Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione / Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione / Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione / Modifica )

Connessione a %s...