Encuentro en la órbita lunar - Lunar orbit rendezvous

Diagrama de LOR

El encuentro de la órbita lunar ( LOR ) es un concepto clave para el aterrizaje eficiente de humanos en la Luna y devolverlos a la Tierra. Se utilizó para las misiones del programa Apollo en las décadas de 1960 y 1970. En una misión LOR, una nave espacial principal y un módulo de aterrizaje lunar más pequeño viajan a la órbita lunar . Luego, el módulo de aterrizaje lunar desciende de forma independiente a la superficie de la Luna, mientras que la nave espacial principal permanece en órbita lunar. Después de completar la misión allí, el módulo de aterrizaje regresa a la órbita lunar para reunirse y volver a acoplarse con la nave espacial principal, luego se descarta después de la transferencia de la tripulación y la carga útil. Solo la nave espacial principal regresa a la Tierra.

Se supo por primera vez que el encuentro de la órbita lunar fue propuesto en 1919 por el ingeniero ucraniano Yuri Kondratyuk , como la forma más económica de enviar a un humano en un viaje de ida y vuelta a la Luna.

El ejemplo más famoso involucró el módulo de comando y servicio (CSM) y el módulo de excursión lunar (LEM) del Proyecto Apollo , donde ambos fueron enviados a un vuelo translunar en una sola pila de cohetes. Sin embargo, las variantes en los módulos de aterrizaje y los viajes nave principal por separado, tales como el plan de aterrizaje lunar propuesto para derivados de traslado Levantamiento pesado vehículo de lanzamiento y del punto de oro , también se consideran como punto de encuentro Lunar Orbit.

Ventajas y desventajas

Ventajas

Representación del pozo de gravedad lunar , que ilustra cómo los recursos necesarios solo para el viaje a casa no tienen que ser transportados hacia abajo y hacia atrás en el "pozo".

La principal ventaja de LOR es el ahorro de carga útil de la nave espacial, debido al hecho de que el propulsor necesario para regresar de la órbita lunar a la Tierra no necesita ser transportado como un peso muerto hasta la Luna y de regreso a la órbita lunar. Esto tiene un efecto multiplicador, porque cada libra de propulsor de "peso muerto" que se utiliza más tarde tiene que ser propulsada por más propulsor antes, y también porque un mayor propulsor requiere un mayor peso del tanque. El aumento de peso resultante también requeriría más empuje para el aterrizaje lunar, lo que significa motores más grandes y pesados.

Otra ventaja es que el módulo de aterrizaje lunar se puede diseñar precisamente para ese propósito, en lugar de requerir que la nave espacial principal también sea adecuada para un aterrizaje lunar. Finalmente, el segundo conjunto de sistemas de soporte vital que requiere el módulo de aterrizaje lunar puede servir como respaldo para los sistemas de la nave espacial principal.

Desventaja

El encuentro en la órbita lunar se consideró arriesgado a partir de 1962, porque el encuentro espacial no se había logrado, ni siquiera en la órbita terrestre. Si el LEM no pudiera llegar al CSM, dos astronautas quedarían varados sin forma de regresar a la Tierra o sobrevivir al reingreso a la atmósfera . El temor resultó ser infundado, ya que el encuentro se demostró con éxito en 1965 y 1966 en seis misiones del Proyecto Gemini con la ayuda de radares y computadoras de a bordo. También se realizó con éxito cada una de las ocho veces que se probó en las misiones Apolo.

Selección del modo Misión Apolo

Cuando se inició el programa de aterrizaje del Apolo en la Luna en 1961, se asumió que la combinación de módulo de comando y servicio (CSM) de tres hombres se usaría para despegar de la superficie lunar y regresar a la Tierra. Por lo tanto, tendría que aterrizar en la Luna mediante una plataforma de cohete más grande con patas de tren de aterrizaje, lo que resultaría en una nave espacial muy grande (de más de 100,000 libras (45,000 kg)) para ser enviada a la Luna.

Si esto se hiciera por ascenso directo (en un solo vehículo de lanzamiento ), el cohete requerido tendría que ser extremadamente grande, en la clase Nova . La alternativa a esto habría sido el encuentro en órbita terrestre , en el que dos o más cohetes de la clase Saturno lanzarían partes de la nave espacial completa, que se encontrarían en la órbita terrestre antes de partir hacia la Luna. Esto posiblemente incluiría una etapa de salida de la Tierra lanzada por separado, o requeriría repostar en órbita de la etapa de salida vacía.

Tom Dolan propuso la alternativa del encuentro de la órbita lunar, que había sido estudiada y promovida por Jim Chamberlin y Owen Maynard en el Grupo de Trabajo Espacial en 1960 primeros estudios de viabilidad de Apolo. Este modo permitió que un solo Saturno V lanzara el CSM a la Luna con un LEM más pequeño. Cuando la nave espacial combinada alcanza la órbita lunar , uno de los tres astronautas permanece con el CSM, mientras que los otros dos ingresan al LEM, se desacoplan y descienden a la superficie de la Luna. Luego usan la etapa de ascenso del LEM para reunirse con el CSM en la órbita lunar, luego descartan el LEM y usan el CSM para regresar a la Tierra. Este método fue llamado la atención del Administrador Asociado de la NASA, Robert Seamans, por el ingeniero del Centro de Investigación Langley John C. Houbolt , quien dirigió un equipo para desarrollarlo.

Además de requerir menos carga útil, la capacidad de usar un módulo de aterrizaje lunar diseñado solo para ese propósito fue otra ventaja del enfoque LOR. El diseño del LEM les dio a los astronautas una vista clara de su lugar de aterrizaje a través de ventanas de observación a aproximadamente 4,6 metros (15 pies) sobre la superficie, en lugar de estar de espaldas en un módulo de aterrizaje del módulo de comando, al menos 40 o 50 pies (12 o 15 pies). m) sobre la superficie, capaz de verlo solo a través de una pantalla de televisión.

El desarrollo del LEM como un segundo vehículo con tripulación proporcionó la ventaja adicional de los sistemas críticos redundantes (energía eléctrica, soporte vital y propulsión), lo que permitió que se utilizara como un "bote salvavidas" para mantener vivos a los astronautas y llevarlos a casa a salvo en el caso de una falla crítica del sistema CSM. Esto se concibió como una contingencia, pero no formaba parte de las especificaciones del LEM. Al final resultó que, esta capacidad demostró ser invaluable en 1970, salvando las vidas de los astronautas del Apolo 13 cuando la explosión de un tanque de oxígeno inutilizó el Módulo de Servicio.

Abogacía

John Houbolt explica el encuentro de la órbita lunar

El Dr. John Houbolt no permitiría que se ignoraran las ventajas de LOR. Como miembro del Grupo Directivo de la Misión Lunar, Houbolt había estado estudiando varios aspectos técnicos del encuentro espacial desde 1959 y estaba convencido, como varios otros en el Centro de Investigación de Langley , que LOR no solo era la forma más factible de llegar a la Luna antes de la había pasado una década, era la única forma. Había informado de sus hallazgos a la NASA en varias ocasiones, pero estaba convencido de que los grupos de trabajo internos (a los que hizo presentaciones) estaban siguiendo "reglas básicas" establecidas arbitrariamente. Según Houbolt, estas reglas básicas estaban restringiendo el pensamiento de la NASA sobre la misión lunar y provocando que se descartara LOR antes de que se considerara con justicia.

En noviembre de 1961, Houbolt dio el paso audaz de saltarse los canales adecuados y escribir una carta privada de nueve páginas directamente al administrador asociado Robert C. Seamans . "Algo como una voz en el desierto", protestó Houbolt por la exclusión de LOR. "¿Queremos ir a la Luna o no?" preguntó el ingeniero de Langley. "¿Por qué Nova, con su enorme tamaño, simplemente se acepta, y por qué un esquema mucho menos grandioso que involucra citas es condenado al ostracismo o puesto a la defensiva? Me doy cuenta de que contactarlo de esta manera es algo poco ortodoxo", admitió Houbolt, "pero el Los temas en juego son lo suficientemente cruciales para todos nosotros como para justificar un curso inusual ".

Seamans tardó dos semanas en responder a la carta de Houbolt. El administrador asociado estuvo de acuerdo en que "sería extremadamente perjudicial para nuestra organización y para el país si nuestro personal calificado estuviera indebidamente limitado por pautas restrictivas". Le aseguró a Houbolt que la NASA en el futuro estaría prestando más atención a LOR que hasta ese momento.

Comparación de los tamaños del módulo de aterrizaje lunar, de un estudio temprano de Langley

En los meses siguientes, la NASA hizo precisamente eso, y para sorpresa de muchos, tanto dentro como fuera de la agencia, el candidato a caballo oscuro, LOR, se convirtió rápidamente en el favorito. Varios factores decidieron el asunto a su favor. Primero, hubo un creciente desencanto con la idea del ascenso directo debido al tiempo y dinero que se necesitaría para desarrollar un cohete Nova de 50 pies (15 m) de diámetro , en comparación con el Saturno V de 33 pies (10 m) de diámetro. . En segundo lugar, había una creciente aprensión técnica sobre cómo la nave espacial relativamente grande exigida por el encuentro en la órbita terrestre podría maniobrar para un aterrizaje suave en la Luna. Como explicó un ingeniero de la NASA que cambió de opinión:

El asunto de mirar esa cosa hasta la Luna realmente no tenía una respuesta satisfactoria. Lo mejor de LOR fue que nos permitió construir un vehículo separado para el aterrizaje.

El primer grupo importante que cambió su opinión a favor de LOR fue el Grupo de Trabajo Espacial de Robert Gilruth , que todavía estaba ubicado en Langley pero que pronto se trasladaría a Houston como Centro de Naves Espaciales Tripuladas . El segundo en llegar fue el equipo de Wernher von Braun en el Marshall Space Flight Center en Huntsville, Alabama . Estos dos poderosos grupos, junto con los ingenieros que habían desarrollado originalmente el plan en Langley, persuadieron a los funcionarios clave de la sede de la NASA, en particular al administrador James Webb , que había estado esperando un ascenso directo, de que LOR era la única forma de aterrizar en la Luna. en 1969. Webb aprobó LOR en julio de 1962. La decisión fue anunciada oficialmente en una conferencia de prensa el 11 de julio de 1962. El asesor científico del presidente Kennedy, Jerome Wiesner , se opuso firmemente a LOR.

Otros planes que utilizan LOR

La trayectoria planificada de Artemis 3 ilustra el uso de LOR

En la cultura popular

El episodio 5 de la miniserie de televisión de 1998 From the Earth to the Moon , "Spider", dramatiza el primer intento de John Houbolt de convencer a la NASA de que adoptara LOR para el Programa Apolo en 1961, y rastrea el desarrollo del LM hasta su primera tripulación. vuelo de prueba, Apolo 9 , en 1969. El episodio lleva el nombre del Módulo Lunar del Apolo 9.

Ver también

Notas

Referencias

Dominio publico Este artículo incorpora  material de dominio público de sitios web o documentos de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio .

Citas

Bibliografía

enlaces externos