L’ultima ora

Tutto quello che resterà dello stack Apollo tra un’ora …

Agli astronauti restava ormai solo un’ora alla fine della loro avventura: per tutti loro la destinazione erano le acque del Pacifico, dove li attendeva la squadra di recupero. Era ora di fare un po’ di ordine all’interno della cabina del CM: tutto doveva essere stipato all’interno degli appositi spazi ed assicurato in modo da non essere pericoloso nelle agitate fasi del rientro (chiedete ad Alan Bean per informazioni). Era anche il momento di montare la cinepresa da 16 mm vicino al finestrino di rendezvous di destra, in modo che potesse riprendere tutto il rientro: l’obiettivo non puntava direttamente all’esterno, ma riprendeva ciò che veniva riflesso da uno specchio appositamente posizionato.

Nel frattempo era stato completato il riscaldamento dei motori dell’RCS del Command Module, motori che una volta entrati nell’atmosfera avrebbero garantito la manovrabilità della capsula e assicurato una certa stabilità ai movimenti di beccheggio e imbardata.

La carica delle batterie (due) dei sistemi pirotecnici veniva verificata ed eventualmente aumentata tramite energia presa del Service Module (se inferiore ai 35 volt). Una terza batteria veniva collegata al bus di alimentazione principale: questa sarebbe diventata la principale fonte di energia dopo la perdita delle celle a combustibile. Un ulteriore controllo della deriva del GDC serviva a valutare l’affidabilità di due strumenti di navigazione che da esso prendevano i dati, l’FDAI di destra e l’RSI (lo strumento che mostrava la direzione del vettore portanza.

Il Reaction Control System – Lunar Module

Aldrin lavora al LM; sono ben visibili alcuni dei quad del RCS del LM

Anche il Lunar Module era dotato di un proprio Reaction Control System (RCS). Il suo compito era quello di fornire gli impulsi necessari alla stabilizzazione del veicolo durante le traiettorie di discesa verso e ascesa dalla superficie lunare, nonché il controllo dell’orientamento e la spinta traslazionale (lungo i tre assi principali) durante lo stazionamento (hovering) sopra la superficie, l’allunaggio, il rendezvous e il docking. L’ultima funzione espletata dall’RCS era quella di esercitare la spinta lungo l’asse traslazione +X per preparare i propellenti ad alimentare correttamente i motori principali, la cosiddetta manovra di ullage.

Come per il Command Module, l’RCS era costituito da due sottosistemi paralleli ed indipendenti (System A e B). In condizioni normali venivano utilizzati entrambi i sistemi per garantire un controllo totale. Ciascun sottosistema era costituito da 8 motori, per un totale di 16, raggruppati a 4 a 4 in cluster (equivalenti ai quad del CM), una sezione di pressurizzazione (che utilizzava elio) e una sezione di alimentazione dei propellenti. Era presente una interconnessione, realizzata tramite un sistema di ‘crossfeed’, normalmente chiuso, che permetteva di alimentare tutti e 16 i motori da uno solo dei sottosistemi.Era possibile mantenere un totale controllo del veicolo anche con un solo sistema attivo, anche grazie al fatto che ogni cluster aveva motori a coppie collegati ai sistemi.

Anche nel LM i propellenti utilizzati erano ipergolici. Il carburante era l’Aerozine 50, un mix 50% – 50% di idrazina e dimetilidrazina asimmetrica. L’ossidante era l’azoto tetrossido. Il rapporto nella miscela ossidante – carburante bruciata nei motori era di 2 a 1.

Il sistema di guida (GN&CS) controllava l’accensione dei motori necessari per un tempo che andava dagli short pulse (brevi impulsi) allo steady-state (accensione duratura). I motori potevano operare in automatic mode, attitude-hold mode o manual override mode. Normalmente veniva utilizzato l’automatic mode, in cui tutte le funzioni di navigazione, guida e stabilizzazione venivano gestite dal sistema di guida primario o dall’AGS (Abort Guidance System).

Il Reaction Control System – Command Module

Il CM di Apollo 12 (in primo piano alcuni dei motor RCS)

Il Reaction Control System del Command Module era utilizzato solo per un breve periodo delle missioni Apollo, dopo la separazione tra il CM e il Service Module (oltre ad un eventuale utilizzo, mai verificatosi, in determinate condizioni di abort durante il lancio). Come l’RCS del SM permetteva la rotazione lungo i tre assi principali del veicolo e il controllo dell’orientamento. Era il responsabile principale del corretto orientamento del CM nel corso della prima parte del rientro in atmosfera. I suoi motori era in grado di funzionare in due modalità: ad impulsi oppure in modo continuativo.

Erano presenti in realtà due sistemi RCS indipendenti e ridondanti, chiamati System 1 e System 2: ciascuno di essi era costituito da 6 motori, serbatoi per l’elio, il carburante e l’ossidante e da un meccanismo di spurgo. I due sistemi potevano essere utilizzati insieme; uno solo di essi era comunque in grado di garantire la manovrabilità e questo era quello che accadeva solitamente.

L’operatività dell’RCS del CM era simile a quella dell’equivalente sistema del SM. Il carburante e l’ossidante erano gli stessi (monometilidrazina e tetraossido di diazoto) così come era ancora l’elio a garantire la pressurizzazione dei serbatoi. Ciascun System del CM era dotato di 1 serbatoio di elio, 1 di carburante ed 1 di ossidante.

Poiché i carburanti ipergolici potevano rappresentare un pericolo al momento dell’ammaraggio, quello che rimaneva nei serbatoi veniva disperso durante i momenti finali della discesa frenata dai paracadute principali. Dopo lo svuotamento dei serbatoi, si provvedeva anche allo spurgo dei condotti tramite l’uso dell’elio. Queste operazioni di spurgo erano gestite manualmente dall’equipaggio in condizioni normali, in modo automatico durante un abort.

Il Reaction Control System (RCS)

Un blocco di RCS dell’Apollo SM

Il Reaction Control System (RCS) era un insieme di motori che garantiva la propulsione per le manovre di orientamento in condizioni normali o di emergenza dei veicoli dello stack Apollo. Era in grado di fornire una spinta in ogni direzione e di garantire il momento necessario ad imprimere una rotazione lungo i tre assi principali, ovvero rollio (roll), beccheggio (pitch) e imbardata (yaw). Tale sistema era sufficiente da essere utilizzato anche per manovre traslazioni, quando non era necessaria la grande spinta dell’SPS (ad esempio per le correzioni di rotta durante le traiettorie translunari) o dei motori principali del Lunar Module (durante le fasi del rendezvous successive al raggiungimento dell’orbita iniziale).

L”RCS veniva utilizzato inoltre:

• per mantenere la situazione di station keeping al termine del rendezvous

• per le manovre ravvicinate durante la fase di docking

• per la fase di ullage prima dell’accensione dei motori principali (ad esempio l’SPS)

I motori dell’RCS agivano in risposta ai comandi provenienti dal sistema di controllo e stabilizzazione, a sua volta controllato dal sistema di navigazione e guida (PGNS). Era ovviamente disponibile anche il controllo manuale da parte dell’equipaggio attraverso appositi controlli traslazioni e rotazionali: questa modalità veniva ad esempio utilizzata per effettuare la manovra di TD&E. Come detto sia il Command Module, che il Service Module, che il Lunar Module erano dotati di un proprio RCS.