Cesta na Měsíc

 

Posádka Apolla 11 se přemisťuje ke startovacímu komplexu LC-39A.

Start prvních lidí k Měsíci si nenechaly ujít milióny lidí, kteří ve středu 16. července 1969 navštívili okolí Kennedyho misu na Floridě a další desítky miliónů lidí po celém světě sledovaly start na svých televizních obrazovkách. Startu se ale paradoxně nezúčastnil prezident Nixon, který se urazil po oznámení ředitele NASA, když v den startu nebude možné se s posádkou sejít, jelikož se nacházeli v karanténě. Monumentální raketa Saturn V s hmotností přes 2 700 tun se tyčila do výšky více jak 110 metrů nad zemí. Síle rakety odpovídala také bezpečná zóna stanovená NASA na hodnotu 5 km. V případě výbuchu by výsledná exploze odpovídala výbuchu malé jaderné hlavice o síle 110 TNT. 

 

 

 

Dvanáct minut pravdy

 

Předletové přípravy letu Apolla 11 začaly již osm hodin před startem záložní posádkou ve složení J. Lovell, W. Anders, F. Haise. Ta měla za úkol komplexně prověřit všechny systémy. V této chvíli bylo také zahájeno tankování nosné rakety, které trvalo necelých pět hodin. Mezi tím posádka Apolla 11 spala v Operační budově pilotovaných letů zhruba 15 km od startovací rampy. V 5:52 východoamerického letního času, pět hodin před startem, byla posádka vzbuzena k lékařské prohlídce a následné snídani, která se skládala ze steaku, míchaných vajíček, topinek, kávy a džusu. Po posledním jídle před letem jim byla na kůži nalepena elektronická čidla, která snímala jejich zdravotní stav. Následovalo oblékání do skafandrů, které byly taktéž vybaveny celou řadou senzorů, a připojení skafandrů tzv. pupeční šňůrou ke klimatizačnímu zařízení. Astronauti byli připraveni k poslednímu focení a nástupu do mikrobusu, který je dopravil na místo startu 2 hodiny a 55 minut před startem.

 

T – 002.40:00 hodin: Astronauti nastoupili do velitelského modulu. Velitel N. Armstrong byl usazen v levém křesle, zástupce velitele a pilot velitelského modulu M. Collins do pravého křesla a nakonec vstoupil do pilotní kabiny pilot lunárního modulu B. Aldrin, který byl usazen do prostředního křesla. Poté byl namontován na velitelský modul ochranný štít a vnitřek kabiny byl za sníženého tlaku napuštěn čistým kyslíkem.

 

Aby se předešlo ztrátě na životech astronautů v případě problémů s nosnou raketou, byly připraveny půl kilometru od startovací rampy tři obrněné transportéry se čtyřčlennou posádkou, které by se v případě problémů vydaly pro astronauty, kteří by se z výšky 96 m speciální skluzavkou evakuovali během 54 sekund.

 

T – 001.55:00 hodin: V rámci předletové přípravy astronauti otestovali spojení kosmické lodi s řídícím centrem v Houstonu. Mezi tím natlakoval Aldrin nádrže pro stabilizační raketové motory velitelského, servisního a lunárního modulu, jelikož pohonné látky byly do motorů těchto sekcí vstřikovány pod určitým tlakem.  

 

T – 001.50:00 hodin: Astronauti prováděli zkoušku bezpečnostního systému rakety, který by v případě zjištěné poruchy na raketě automaticky přerušil start. Tento systém se po aktivování, které proběhlo 3 minuty před startem, plně ujal řízení startu a nemohl být nikým přerušen, pouze samotným počítačem.

 

T – 000.42:00 hodin: Astronauti aktivovali záchranný systém (Lauch Escape System – LES), který by v případě vážné závady na raketě vystřelil velitelský modul do bezpečné vzdálenosti od nosné rakety. Systém byl plně automatizovaný, nicméně astronauti ho mohli v případě nebezpečí aktivovat manuálně. V tomto okamžiku také technici zatáhli přístupový můstek do velitelského modulu. 

 

T – 000.30:00 hodin: Astronauti vyzkoušeli přepnutí nosné rakety na baterie. Dále převedli napájení lunárního modulu na palubní baterie. Před startem byla nosná raketa i kosmická loď napájena elektrickou energií, která byla dodávána mohutnými kabely ze startovací rampy. 

 

T – 000.15:00 hodin: Astronauti přepnuli napájení kosmické lodi na palubní baterie. 

 

T – 000.06:00 hodin: Všechny kontroly systému byly do této chvíle provedeny. Následovala komplexní závěrečná zkouška všech systémů.

 

T – 000.05:30 hodin: Astronauti odjistili nálože na čtyřech hydraulických držácích, které v té chvíli držely loď pevně připevněnou k zemi. 

 

T – 000.03:10 hodin: Astronauti aktivovali program, který měl na starosti řízení celého startu a byl plně automatizovaný. Pokud by počítač v tomto okamžiku zjistil jakoukoliv závadu, automaticky by přerušil start.

 

T – 000.00:50 hodin: Nosná raketa byla přepnuta na palubní baterie. Do této chvíle jí byla dodávána elektrická energie ze startovací rampy. Všechny části nosné rakety i kosmické lodi byly v tuto chvíli odkázány pouze na své interní baterie.

 

T – 000.00:08,9 hodin: Počítač aktivoval zážehovou sekvenci. V tomto okamžiku mohutná turbo čerpadla začala vhánět palivo do prvního stupně (S-IC) rakety Saturn V. Po třech vteřinách vyrazily první plameny z pětice motorů F-1.

 

T – 000.00:02 hodin: Motory v tento okamžik byly na 90 % maximálního výkonu. Pětice motorů vytvářela tah přes 30 000 kN a spotřebovávala každou sekundou 13 000 litrů kapalného vodíku a kapalného kyslíku.

 

T – 000.00:00 hodin: Start. Byly odpojeny veškeré kotvící části, které držely raketu na startovací rampě. V tomto okamžiku nebylo možné bezpečně přerušit start. Jediným možným přerušením byla aktivace LES počítačem nebo astronauty.

 

 

Schéma rakety Saturn V a kosmické lodi Apollo 11.

 

 

T + 000.01:21 hodin: Raketa dosáhla svého maximálního aerodynamického odporu. Při startu rakety byl odpor prostředí působící na raketu nulový, jelikož se nepohybovala. V tomto okamžiku měla hustota vzduchu hodnotu1,29 kg/m3. Při uvedení rakety do pohybu se začala projevovat hustota vzduchu, která ji zpomalovala. Hustota vzduchu je však nepřímo úměrná nadmořské výšce. Ve výšce 80 km činí pouhých 0,00001 kg/m3. Ve velkých výškách už tento prudký pokles hustoty nemůže kompenzovat ani výrazný nárůst rychlosti. Odporová síla tedy začne v jednom okamžiku klesat a tento okamžik nazýváme maximální aerodynamický odpor

 

V kosmu je pak odpor prostředí nulový a to i za vysokých rychlostí, kterých kosmická loď dosahuje. Průběh hodnot dynamického tlaku a rychlosti rakety během úvodních 3 minut lze vyčíst z následujícího grafu.

 

 

Graf závislosti dynamického tlaku na čase.

 

 

T + 000.02:15 hodin: Vypnut centrální motor S-IC, aby bylo sníženo přetížení působící na astronauty. Během letu spotřebovala pětice motorů většinu paliva S-IC, tím pádem se stal první stupeň lehčím. Motory nebylo možné regulovat, proto vypnutí centrálního motoru bylo nejjednodušším řešením. Pro korekci dráhy a v případě poruchy jednoho z krajních motorů byla možnost natáčet krajní motory do směru, který zajistí správnou korekci trajektorie rakety.

 

T + 000.02:42 hodin: S-IC s pěti mohutnými motory F-1 v tento okamžik vyhořel a zpětnými raketami byl oddělen od zbytku rakety. Při tomto manévru působilo na astronauty přetížení 4 g. S-IC se nacházel ve výšce 62 km, setrvačností ale vystoupal do výšky 110 km, odkud posléze spadl do Atlantského oceánu více jak 500 km od startovací rampy.

 

Po odpojení S-IC byl zažehnut druhý stupeň (S-II). Nejprve bylo aktivováno osm raketových motorů umístěných na plášti S-II po dobu čtyř sekund. Ty udělily raketě pozitivní zrychlení, o které přišla po dohoření S-IC. Následovalo zažehnutí pětice motorů J-2, které měly za úkol dopravit kosmickou loď do výšky více jak 185 km a udělit ji potřebnou rychlost 24 600 km/h (6,8 km/s). Tato rychlost je blízká 1. kosmické rychlosti, které je nutné dosáhnout pro stabilní pohyb na oběžné dráze Země.

 

T + 000.03:12 hodin: Odhozena mezistupňová konstrukce. Jednalo se o velice nebezpečný manévr, jelikož mezistupňová konstrukce nesměla přijít do styku s pěticí motorů J-2. Ty byly přitom od mezistupně vzdáleny pouhý jeden metr. V tomto okamžiku už mohli astronauti převzít řízení letu, pokud by počítač neudržel raketu na předepsaném kurzu.

 

T + 000.03:17 hodin:Odpojena záchranná věž.

 

T + 000.07:40 hodin:Vypnut centrální motor S-II z důvodu snížení přetížení. Motory J-2 nebyly taktéž regulovatelné, stejně jako motory F-1. Vypnutí centrálního motoru bylo nutné také v důsledku tzv. pogo oscilace, která by mohla zapříčinit rezonanci a následnou destrukci rakety. Zároveň proběhla operace zvaná EMR Shift (Engine mixture ratio shift), během které se hladina tekutého kyslíku v nádržích snížila. To zapříčinilo změnu poměru obou složek paliva (kapalný kyslík - LOX, kapalný vodík – LH2). Výsledkem této operace bylo vyčerpání co největšího množství paliva nacházejícího se v S-II.


Pogo oscilace je jev, kdy vibrace rezonují ve struktuře rakety natolik, že dochází k odchylkám v tlaku paliva a okysličovadla v potrubí a u ústí turbo čerpadel. Sloupec pohonných látek se začne „trhat“. Tah motorů začne „pulzovat“ a pokud je frekvence pulzů stejná jako rezonanční frekvence rakety, celá konstrukce se prodlužuje a smršťuje často i o několik centimetrů. Raketa se v ten moment podobá známé skákací tyči s názvem „pogo“ (odtud název „pogo oscilace“).

 

T + 000.09:11 hodin: Zbylá čtveřice motorů S-II vyhořela. Druhý stupeň byl odpojen a posléze dopadl více jak 4 200 km od pobřeží Floridy.

 

T + 000.09:15 hodin: Zažehnutí motoru třetího stupně (S-IVB), který byl vybaven jedním motorem J-2. 

 

T + 000.11:42 hodin: Vypnutí motoru třetího stupně. Astronauti v tomto okamžiku nepociťovali přetížení a poprvé během letu se mohli setkat se stavem beztíže. Rychlost lodi v tomto okamžiku byla 7 620 m/s (7,62 km/s), což postačovalo k navedení na parkovací dráhu.

 

T + 000.11:52 hodin: Astronauti byli navedeni na oběžnou dráhu Země, kde zkontrolovali všechny funkce kosmické lodi.

 

Během startu působilo na astronauty přetížení až 4 g. Největší přetížení pociťovali při dohoření S-IC, zvláště pak v okamžiku vypnutí krajních motorů. Astronauti byli na toto přetížení trénování na centrifuze, kde museli vykonávat pracovní úkony při přetížení až 8 g.

 

Z hlediska fyziologie člověka může mít přetížení na člověka smrtelné následky, jelikož ztěžuje pohyby těla a také způsobuje přelévání krve v těle (překrvení a odkrvení). Nejmenší výdrž má tělo při tzv. negativním přetížení, které působí ve směru nohy – hlava. Člověk by zemřel už při přetížení 1 g. V opačném směru (hlava – nohy) už člověk vydrží po dobu několika stovek sekund přetížení 3 g.

 

Astronauti byli v pilotní kabině usazeni zády k motorům. Přetížení na ně působilo ve směru hruď – záda a při této poloze člověk snese po dobu několika desítek vteřin i přetížení až 20 g. Na grafu jsou zaznamenány hodnoty přetížení, které na astronauty působilo během úvodních 12 minut letu. 

 

 

Graf závislosti přetížení na čase během startu rakety Saturn V.

 

 

 

Cesta na Měsíc

 

T + 002.44:14 hodin:  Astronauti restartovali motor S-IVB, který během necelých 6 sekund navedl kosmickou loď Apollo na translunární dráhu (TLI).

 

T  +  003.05:03 hodin: Astronauti navedli Apollo do pozice pro oddělení s S-IVB. Po devíti minutách se CSM Columbia oddělila od S-IVB a pootočila se o 180°. Zároveň byl odhozen aerodynamický kryt LM. V této fázi letu měl za úkol pilot velitelského modulu provést transpozici a spojení. Po úspěšném spojení CSM Columbia a LM Eagle byl LM vytažen z S-IVB. 

 

 

Schéma vytažení lunárního modulu CSM z S-IVB. 1) Rozevření aerodynamického krytu (součást S-IVB). 2) CSM učiní otočení o 180° a přiblíží se k lunárnímu modulu. 3) CSM se spojí s LM a vytáhne ho z S-IVB. 

 

 

Během cesty na Měsíc konali astronauti velké množství úkonů, které jim nařizovalo řídící středisko. Jednalo se o kontrolu jednotlivých přístrojů, přípravy navigační aparatury ke korekci dráhy či uskutečnění inspekce lunárního modulu. Po této kontrole následovala každý den letu četba z denního tisku. Astronauti tak byli v kontaktu s děním na planetě Zemi. Dostali zprávy o vyslání Luny 15 na oběžnou dráhu Měsíce, odmítnutí Mexika přijímat americké hippies jako turisty nebo rozhodnutí prezidenta Nixona, který dal zaměstnancům vládních úřadů a institucí v den přistání na Měsíci volno. 

 

Mezi články se našly i humorné pasáže. Když Anglická horní sněmovna žádala, aby americká ponorka, která měla v plánu zkoumat jezero Loch Ness, nepoškodila nebo nezaútočila na Lochnesskou příšeru. Většina deníků ale měla jedno společné: titulní stranu upozorňující na let Apolla 11.  

 

V průběhu letu na Měsíc se uskutečnilo také několik přímých televizních vystoupení, při nichž astronauti popisovali zařízení jejich kosmické lodi, vysvětlovali úkoly astronautů a ukazovali planetu Zemi, která se každou hodinou zmenšovala. 

 

 

Buzz Aldrin na palubě lunárního modulu Eagle.

 

 

Posledních 21 tisíc kilometrů k cíli

 

T + 073.10:0 hodin: V sobotu 19. července čekal posádku Apolla 11 brzký budíček v 10 hodin a 42 minut východoamerického letního času. Po třech dnech cesty k Měsíci se posádka blížila k oběžné dráze Měsíce. I přes urputnou sovětskou propagandu jejich vesmírného programu nemohla tato cesta být zamlčena v sovětském tisku, který Armstrongovi udělil přezdívku Car.

 

 

Schéma spojení CSM Columbia a LM Eagle


T + 075.41:23 hodin: Astronauti se dostali na odvrácenou stranu Měsíce a spojení s velitelstvím bylo přerušeno. O osm minut později aktivovali motor servisního modulu pro snížení rychlosti a navedení na dráhu okolo Měsíce. Z bezpečnostních důvodů byla trajektorie letu po tzv. translunární dráze, která by v případě selhání motoru umožnila volný návrat astronautům na Zemi.

 

T + 076.15.29 hodin: „Poprvé se blížíme k místu přistání. Právě přelétáváme Taruntius. Snímky a mapy z Apolla 8 a Apolla 10 nám hodně pomáhají při orientaci. Skutečně se to těm obrázkům dost podobá. Je to však stejný rozdíl, jako když se díváte na fotbal přímo anebo v televizi. Prostě být skutečně při tom, to se nedá ničím nahradit.“ N. Armstrong

 

Astronauti se nyní nacházeli ve výšce 99,3 – 121,3 km nad povrchem Měsíce s rychlostí 1,6 km/s. Při této výšce a rychlosti trval jeden oblet kolem Měsíce 2 hodiny, 8 minut a 37 sekund, z čehož při každém obletu neměl Houston spojení s posádkou, v důsledku letu na odvrácené straně Měsíce, 49 minut. Při druhém obletu kolem Měsíce nemohl chybět ani přímý televizní přenos, který vnesl do obyvatel planety Země napětí.

 

T + 096.43:00 hodin: Lunární modul Eagle zahájil samostatné radiové spojení s velitelstvím v Houstonu. 

 

T + 098:48:00 hodin: Aldrin aktivoval přistávací čtyrnožky LM do přistávací polohy.

 

T + 099:32:00 hodin: Po posledních prověrkách systémů zmizela kosmická loď Apollo za odvrácenou stranu Měsíce. Po 49 minutách se objevily dvě samostatné kosmické lodi Eagle a Columbia. 

 

T + 100.36:14 hodin: Eagle se nacházel necelých 15 km nad povrchem Měsíce. V tomto okamžiku mohli Armstrong a Aldrin naposledy zrušit přistávací manévr v případě vážné poruchy. Sestupová dráha byla spočítána tak, aby se po přerušení přistávání mohl Eagle vrátit k Columbii bez složitého manévrování během necelé hodiny.

 

T + 102.33:04 hodin: Astronauti zažehli sestupový motor LM, který hořel až do samotného přistání.

 

I přes poplach 12 02, který signalizoval přetížení palubního počítače a vystrašil posádku i řídící středisko, přistála posádka Eaglu po 102 hodinách 45 minutách a 40 sekundách letu dne 20. července 1969 na Měsíci v oblasti Moře klidu.

 

„Když jsme udělali krátkou kontrolu přístrojů, dali jsme si poprvé krátkou přestávku na oddech…Buzz Aldrin mi dlouze a důkladně potřásal rukou. Bylo to pro mě zadostiučinění, protože Buzze uznávám jako nejkompetentnějšího kritika mých výkonů.“ N. Armstrong


 

 

Stránka byla naposledy editována 15. února 2016 v 10:30.
Stránka byla od 15. 1. 2010 zobrazena 1776krát.

Vytištěno ze stránky projektu Kosmické lety (astronomia.zcu.cz/kosmolety/apollo/2460-cesta-na-mesic)
Nahrávám...