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Lander lunare: Come l'una persistenza dell'assistente tecnico ha condotto a successo dell'Apollo

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Il tempo e la distanza hanno un senso di offuscamento i bordi duri, i punti taglienti e delle dispute intense che accompagnano l'innovazione.

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Il tempo e la distanza hanno un senso di offuscamento i bordi duri, i punti taglienti e delle dispute intense che accompagnano l'innovazione. Anni più successivamente, che cosa sono sembrato una volta un ridicolo o l'idea insensata è pensata a come un evidente, “naturalmente, lo abbiamo conosciuto tutto lungo„ il metodo.

Un esempio è il metodo “a gettare„ al lander del modulo lunare della missione della NASA Apollo, che in gran parte è stato concepito e spinto stato single-handedly da John Houbolt, che è passato nell'aprile 2014 via. Il programma d'allunaggio originale era per il third-stage equipaggiato del razzo “basso posteriore„ del lancio alla superficie della luna, quindi toglie e rinvia a terra, appena come nella datazione classica della luna della destinazione di film a partire da 1950. L'idea innovatrice del Houbolt ha richiesto una missione con un appuntamento di lunare-orbita e una a lasciare-dietro la fase di discesa del modulo lunare. Il lander lunare comprenderebbe una fase separabile di ascesa-decollo, un concetto che ha affrontato l'opposizione intensa e perfino una certa derisione.

Tuttavia, Houbolt ha persistito e perfino ha aggirato le scanalature scrivendo uno sharp, potenzialmente carriera-mettente in pericolo la lettera direttamente alla testa Robert Seamens di progetto Apollo, Che era sei strati della org-tabella sopra lui. Houbolt era determinato che il metodo a tre fasi era un'estremità guasto inattuabile e che la sua alternativa era possibile.

Houbolt ha fatto la sua propria valutazione sia dirigere--Luna-e-indietro che dei profili alternativi di appuntamento di Terra-orbita-soltanto e li ha detti appena wouldn? lavoro di t quando tutte edizioni del peso, del combustibile e di rischio sono state considerate. Ha dimostrato il fondatezza della sua alternativa, ma l'istituzione della NASA ha discusso almeno inizialmente un caso ugualmente buon. Molti assistenti tecnici su e giù la catena organizzativa erano legittimamente scettici poichè hanno criticato le sue idee e figure.

Saggezza popolare provocatoria

Mentre ora consideriamo un appuntamento della nave spaziale di in-lunare-orbita come procedura, l'attuabilità ed il rischio della presa di contatto più fondamentale di Terra-orbita erano allora realmente una preoccupazione importante (appuntamento era così nuovo che la tesi di laurea dell'aldrina di ronzio al MIT era sull'oggetto).

la proposta del bullone di appuntamento di lunare-orbita era quasi inconcepibile e quindi sfidando e lo ha proposto prima che tutta la presa di contatto di Terra-orbita persino fosse stata provata. Nessuno hanno saputo se così insieme complesso delle manovre fosse possibile nell'orbita di terra; per farlo intorno alla luna è sembrato quasi impossibile. La realtà è che “i meccanici„ orbitali e la navigazione sono difficili ed inesorabili, particolarmente con un piano d'azione che è così drasticamente combustibile costretto.

Per per essere giusto a coloro che non è stato persauso inizialmente da Houbolt, quasi ogni funzione del disegno e degli specifics fondamentali della missione lunare dell'Apollo posta in qualche luogo fra una stima approssimativa e una congettura selvaggia. Ci erano migliaia di sconosciuti tecnici dal razzo e dalla struttura di capsula di base alle edizioni di propulsione, del peso e di consiglio. Gli assistenti tecnici hanno inciampato intorno nello scuro, per così dire e ci era legittimo e gli argomenti contrari in modo convincente a suo si avvicinano a.

Tuttavia, come la struttura proposta ed il disegno della missione dell'Apollo sono continuato e diventato più definiti? e così le equazioni delle sequenze totali ed operative del combustibile, si sono sviluppate più robuste? l'analisi ed il rischio per un atterraggio lunare e un decollo third-stage hanno mostrato che il programma generale non potrebbe riuscire. Di conseguenza, il metodo alternativo del Houbolt si è trasformato in in quello da esaminare più molto attentamente e da provare a realizzare? se le sue numerose edizioni potessero essere affrontate.

Revisione dei fondamenti

Da una prospettiva di ingegneria, che cosa è la più considerevole circa la decisione della NASA da perseguire l'indipendente, il modulo lunare a gettare (la fase di ascesa è stata scartata dopo che il relativo appuntamento con il modulo di ordine orbitante) è come ha gettato fuori la maggior parte del disegno fondamentale originale “i givens.„ Il veicolo di atterraggio dovrebbe soltanto funzionare nel di peso specifico basso, ambiente della luna dell'nessun-atmosfera, anziché essere fase di rinvio del razzo del lancio la terza. Questo cambiamento ha avuto un effetto di ondulazione con l'intero metodo di progetto Apollo, Tutto il senso di nuovo ai relativi principi fondamentali. Lo sforzo di disegno è stato ricominciato con una pagina quasi in bianco, come tutto circa la missione dal razzo della prima fase del Saturno V alla serie di eventi della missione, ha potuto essere riesaminato nel contesto di due punti di fondamenti.

In primo luogo, l'obiettivo è di atterrare e restituire almeno un atronauta dalla superficie della luna entro 1970 (più di meno di una decade a partire dalla data nel settembre 1962 in cui il presidente John F. Kennedy ha definito l'obiettivo).

In secondo luogo, la velocità di fuga da attrazione gravitazionale della terra è circa 40.000 km/hr (25.000 mph). Questo numero è indipendente dal peso che è lanciato, ma un peso più pesante avrà bisogno ovviamente di più spinti per raggiungere questa velocità critica.

Le conseguenze all'architettura di missione erano drammatiche. Per una cosa, il lander lunare in se più ha dovuto non sopravvivere ad un ritorno a terra ed in modo da ha potuto essere un ultralight, relativamente il flimsy, veicolo di una volta di uso. Per un altro, la tecnica di appuntamento di in-orbita ha dovuto essere ha acquistato padronanza di ed esteso per l'appuntamento di lunare-orbita dove non ci sarebbe stato seconda opportunità e nessun programma di sostegno di fuga se qualcosa andasse male.

Ancora, il motore di decollo del modulo dell'ascesa dei lander che avrebbe fatto saltare gli atronauti indietro dalla superficie fino all'appuntamento con il modulo di ordine orbitante non avrebbe sovrabbondanza; dovrebbe essere estremamente semplice e certo ed ha dovuto funzionare perfettamente il primo e cronometrarlo soltanto sia infornato. (Guardi un video del decollo lunare della fase di ascesa dell'Apollo 17 dalla superficie della luna.)

Effetto di ondulazione

Per capire l'effetto del peso del carico utile, noti che il veicolo generale del lancio del Saturno abbia pesato 6.2 milione libbre (2.8 milione chilogrammi) ed abbia generato 7.6 milione libbre (34.5 milione Newton) di spinta tramite relativi cinque motori F-1. Tutto questo era per un modulo lunare e un propellant che hanno pesato lle 36.100 libbre unite (16.400 chilogrammi). In opposizione, la stima più-ottimista del peso di una terza fase destinata per atterrare direttamente sulla superficie della luna ed anche per fare il viaggio di ritorno era almeno tre volte quei numeri.

Una guida approssimativa suggerisce che ogni libbra supplementare di carico utile costi circa 100 libbre di peso del ripetitore (più struttura, più combustibile) per entrare nell'orbita e un aumento corrispondente nella spinta. Se l'intera terza fase dovesse essere usata come veicolo di ritorno e di atterraggio, il progetto generale avrebbe richiesto due o tre hanno sincronizzato i lanci del Saturno V. Ogni lancio trasporterebbe le parti per la missione, quindi la nave spaziale dovrebbe essere collegata in su ed essere montata mentre nell'orbita di terra prima della prosecuzione alla luna.

Come ulteriore prova dell'ondulazione-effetto causato dal riuscito disegno, meno di un terzo del peso dei lander reali era la relativa fase di ascesa, che ha trasportato gli atronauti a partire dalla superficie lunare e di nuovo al modulo di ordine orbitante. Molti sottosistemi e funzioni che sarebbero stati richiesti al contrario potrebbero essere tolti “devono avere„ lista, mentre altri potrebbero essere regolati indietro ed essere facilitati. Tutto che la fase di ascesa nel disegno del Houboult dovesse assicurare era un posto di base affinchè gli atronauti si levi in piedi; sostegno vitale a breve termine; sistemi minimi di navigazione, di consiglio e di elettronica; piccoli razzi di frenaggio; e un molto-più piccolo motore di decollo.

Il passaggio di John Houbolt illustra un caso di un lupo solo di cui le idee radicali erano contrarie a saggezza popolare, fortunatamente, lui hanno ricevuto la rivendicazione abbastanza presto nella sua carriera piuttosto che alla conclusione dopo della sua vita (o dopo suo che passa). Alla fine, la sua idea vinta fuori: l'analisi e la fisica finalmente hanno confermato che la sua idea “pazzesca„ era quella unica che ha avuta una probabilità di riuscita. Ed ha fatto.