Apollo (kozmická loď)

Apollo je názov kozmickej lode, vyvinutej v rámci programu Apollo, ktorého cieľom, ktorý deklaroval prezident John Fitzgerald Kennedy, bolo pristátie ľudí na Mesiaci pred rokom 1970 a ich bezpečný návrat na Zem. V kompletnej zostave táto loď odštartovala po prvýkrát 3. marca 1969 pri misii Apollo 9.

Loď sa skladá troch hlavných častí: veliteľského modulu, servisného modulu a lunárneho modulu.
Loď štartovala s raketami Little Joe II, Saturn I, Saturn IB a Saturn V, pričom iba s raketami Saturn IB a Saturn V štartovala s ľudskou posádkou do vesmíru. Počas štartu sa vesmírna loď s celkovou dĺžkou 26 metrov nachádza na vrchole stupňa štartovacej rakety, a na vrchole veliteľského modulu je ešte umiestnená záchranná veža LES (Launch Escape System). Celková hmotnosť troch základných častí bola 44 ton, pri misiách Apollo 15, 16 a 17 dokonca 47 ton. Veliteľský a servisný modul boli po skončení mesačných misií použité aj na let na zemskú orbitu v rámci projektu Sojuz-Apollo.

Prevádzkový atmosférický tlak v kabíne bol 0,35 atmosfér. Aby sa astronauti pri takom nízkom tlaku nezadusili, atmosféra sa skladala z čistého 100 % kyslíka.

Vlastná loď

Veliteľský modul 

Veliteľský modul kozmickej lode Apollo býva označovaný tiež skratkou CM z anglického Command Module. Má tvar kužeľa s výškou 3,4 metra, najväčším priemerom 3,9 metra a hmotnosťou 5,5 tony. Vlastná vnútorná tlaková kabína je vyrobená z hliníkovej zliatiny s hrúbkou 6,4 až . Na nej je z vonkajšej aj vnútornej strany prilepený hliníkový plech s hrúbkou 0,25 až . Na vrchole kabíny je priechod s priemerom , posádka do lode nastupuje ďalším prielezom, v ktorom je tiež okno. Na stenách kabíny sa nachádzajú ďalšie štyri okná. Vonkajšiu stenu kabíny tvorí tepelný štít, pričom pri návrate do zemskej atmosféry dosiahne teplota na jeho povrchu až 2 700 °C. Priestor medzi tepelným štítom a kabínou je vyplnený dvoma vrstvami izolácie z kremenných vlákien. Veliteľský modul je jediná časť lode, ktorá je vybavená tepelným štítom, pretože ako jediná sa vracia do zemskej atmosféry a pristáva v mori. V kabíne sa nachádzajú tri kreslá pre posádku.

Servisný modul 
Servisný modul SM (Service Module) má tvar valca dlhého približne  s priemerom . Šiestimi hliníkovými priečkami je rozdelený na 6 sekcií, z ktorých 2 obsahujú nádrže na okysličovadlo a 2 palivo pre motor servisného modulu. V ostatných častiach sa nachádzajú palivové články a nádrže na kyslík, vodík a dusík. Motor servisného modulu označovaný ako SPS dokázal vyvinúť ťah 91,2 kN a zaisťoval všetky kritické manévre: navedenie na obežnú dráhu okolo Mesiaca, opustenie obežnej dráhy Mesiaca a väčšie korekcie dráhy. Servisný modul niesol tiež väčšinu trysiek systému RCS (Reactive Control System), ktoré zaručovali stabilizáciu a orientáciu lode. Veliteľský modul bol nerozlučne spojený so servisným počas celej misie až do doby pred pristátím na Zemi. Pri prvých dvoch pilotovaných misách programu sa komplex skladal len z veliteľskej a servisnej lode, keďže lunárny modul zatiaľ nebol dokončený.

Lunárny modul 

Lunárny modul je jediná časť vesmírnej lode Apollo, ktorá sa dostala až na povrch Mesiaca. Má výšku , maximálny priemer 3,73 metra a štartovaciu hmotnosť približne . Skladá sa z dvoch častí, z pristávacieho a štartovacieho stupňa. Pri štarte z povrchu mesiaca sa vesmírna loď rozdelí a pristávací stupeň zostane na povrchu. Pristávacia časť má 4 "nohy". Štartovací stupeň tvorí pretlaková kabína s miestom pre dvoch astronautov a prístrojový úsek. Vo vlastnej pilotnej kabíne sa nachádzajú palubné prístroje, počítače, klimatizačné zariadenie, systém zásobovania elektrickou energiou, kryt štartovacieho motoru a po stranách nádrže pohonných hmôt. V prístrojovom úseku sú nádrže s héliom pre tlakovanie pohonného systému a nádrže s kyslíkom a vodou. Voda slúži na pitie, ale aj na chladenie a v prípade núdze aj na hasenie požiaru. V pristávacom module sa nenachádzali žiadne kreslá pre posádku, astronauti pri všetkých manévroch stáli. Na prestup posádky medzi veliteľským a lunárnym modulom počas letu slúži prielez v strope tlakovej kabíny. Druhý, štvorcový prielez slúžiaci na výstup na mesačný povrch, je na dne pretlakovej kabíny. Pretlaková kabína má 3 okná, dve po stranách hlavnej palubnej dosky, tretie, stretávacie, nad hlavou veliteľa. Komunikačný systém tvoria dva vysielače a dva prijímače pracujúce v pásme S. 

V strede pristávacieho stupňa je pristávací motor DPS (Descent Propulsion System). Je poháňaný palivom skladajúcim sa z 50 % asymetrického dimethylhydrazínu a 50 % hydrazínu. Maximálny ťah motora je 4 380 kp. Štartovací motor APS (Ascent Propulsion System) dokáže vo vákuu vyvinúť maximálny ťah 1 590 kp. Ťah obidvoch motorov bolo možné regulovať. Na stabilizáciu lode slúžili dva nezávislé stabilizačné systémy, každý o ôsmimi motormi. Za normálnych podmienok pracujú oba systémy paralelne, v prípade núdze je však možné loď stabilizovať iba jedným z nich.

Elektrickú energiu lunárnemu modulu na rozdiel od veliteľského a servisného dodávajú zinok-strieborné batérie, pretože sú ľahšie a spoľahlivejšie ako vodíkovo-kyslíkové palivové články. Štyri batérie sú v pristávacom, dve v štartovacom stupni.

Od misie Apollo 15 niesol lunárny modul na povrch aj elektrické vozidlo Lunar Rover, ktoré umožnilo astronautom prejsť väčšie vzdialenosti po povrchu Mesiaca. Malo hmotnosť 217 kg a k lunárnemu modulu sa pripájalo zboku.

Nezrealizované doplnky 

Ak by nastala porucha vážna lunárneho modulu počas pobytu na Mesiaci, astronauti by boli odsúdení na istú smrť. Preto sa uvažovalo o doplnení lunárneho modulu malými záchrannými modulmi, tzv. Lunar Escape Systems (LESS). Bola to nehermetizovaná raketová sedačka bez palubného počítača a ďalšieho vybavenia, aby sa znížila jej mhotnosť. Ako palivo jej malo poslúžiť palivo návratového stupňa nefunkčného lunárneho modulu. Za pomoci sedačky sa mali vzniesť s povrchu a priblížiť k záchrane v podobe veliteľského modulu. Tieto lety by však boli nesmierne nebezpečné a aj preto k realizácii LESS nikdy nedošlo.

Usporiadanie zostavy počas letu 

V štartovacej konfigurácii pri lete k Mesiacu bola najvyššou časťou lode záchranná veža LES (Launch Escape System). Skladala sa z troch motorov vo valcovitom puzdre, ktoré má dĺžku 4,7 metra. K veliteľskému modulu bola pripojená pomocou štvorhrannej, 3 metre dlhej vežovitej konštrukcie z titánových rúrok. Motor bol zakončený 4 tryskami, ktoré boli sklonené o 35° k osi motora. Motor bol schopný vyvinúť ťah 70 Mp po dobu 8 sekúnd. Záchranná veža slúžila na to, aby sa v prípade havárie nosnej rakety mohol veliteľský modul s posádkou dostatočne vzdialiť od rakety a bezpečne pristáť. Pri pilotovaných letoch nebolo toto zariadenie nikdy použité. 

Pod LES sa nachádzal veliteľský modul CM a hneď pod ním servisný modul SM. Ešte nižšie sa nachádzal lunárny modul LM umiestnený v lôžku 3. stupňa rakety. Nasledoval 2. stupeň a 1. stupeň rakety.

Raketa Saturn V 

Saturn V sa skladal z troch stupňov a prístrojovej časti, ktoré boli vyvinuté a dodané rôznymi dodávateľmi NASA. Zaujímave je, že v súčasnosti je vlastníkom všetkých troch dodávateľov firma Boeing, a to vďaka rôznym zlúčeniam a prebratiam. Všetky tri stupne používali aj malý motor na tuhé palivo, ktorý pomáhal oddeľovať stupne počas letu a zaisťoval, že kvapalné palivá boli na správnom mieste pred tankovaním do púmp. V prípade, že by prerušenie letu vyžadovalo deštrukciu rakety, príslušný pracovník by vyslal povel na odpálenie výbušnín pripevnených na vonkajšom povrchu rakety. Signál mal najprv zastaviť prívod paliva a oxidačného činidla a zamedziť miešaniu obidvoch látok a po odhodení únikovej veže mohli rozbušky bezpečne vybuchnúť.

Niekoľko hodín po urýchlení lode na dráhu k Mesiacu posádka musela uskutočniť tzv. prestavbu lode: Veliteľský a servisný modul (CSM) oddelený od tretieho stupňa, otočený o 180 stupňov a pripojený k Lunárnemu modulu, ktorý bol počas štartu uložený pod ním. CSM a LM sa potom oddelili od tretieho stupňa. Tretí stupeň so zvyškom paliva zmenil trajektóriu a jeho osud bol rôzny – väčšinou skončil na obežnej dráhe okolo Slnka.

Referencie 

Program Apollo
Kozmické lode