Die Apollo LM hatte einen Radar-Höhenmesser, der in der Endphase der Landung besonders kritisch war. Es konnte auf zwei verschiedene Neigungswinkel eingestellt werden, entweder um 24º nach hinten gerichtet, um während des früheren Teils des Abstiegs verwendet zu werden, wenn das LM weit nach hinten geneigt war, oder direkt nach unten gerichtet für den endgültigen Anflug.
Als der LM während seiner letzten Abstiegsmanöver nickte und rollte, würde der Radarstrahl unvermeidlich über das Mondgelände gefegt werden. Dies würde zwei Fehlerquellen ergeben: die Höhendifferenz zwischen dem Strahlkontaktpunkt und dem Gelände direkt unter dem LM und den „Kosinusfaktor“ des Abweichungswinkels (der Radarstrahl wäre die Hypotenuse eines rechtwinkligen Dreiecks mit der Höhe als benachbarte Seite, länger werdend, wenn die Fluglage des Raumfahrzeugs weiter von der Vertikalen abweicht).
Offensichtlich konnte das unterschiedliche Gelände nicht wirklich berücksichtigt werden (oder könnte es? † ), aber das LM-Leitsystem würde sich seiner Neigungs- und Rolllage relativ zur lokalen Vertikalen bewusst sein, sodass es den Kosinus für eine bessere Schätzung herausrechnen könnte die richtige Höhe.
Der LM würde in der Endphase des Fluges im Allgemeinen nicht über 20º neigen oder rollen, sodass der Kosinusfehler nicht mehr als 13% (bei 20º Nicken und 20º Rollen) und normalerweise viel weniger betragen würde, wahrscheinlich etwa 3,5%, als der Kommandant nahm manuelle Kontrolle.
Wurden die der Besatzung von den Instrumenten im LM angezeigten Höhenangaben für die Fluglage des LM korrigiert?
† Der Führungscomputer enthielt eine sehr grobe 2-D-Darstellung mit niedriger Auflösung eines Geländequerschnitts am erwarteten Landeplatz, die möglicherweise zur Korrektur der Höhe für das Gelände in der Downrange-Richtung verwendet werden könnte, aber bestenfalls nutzlos wäre die Crossrange-Richtung.
Ja und Nein. Die auf der Höhenanzeige (Bandmeter) angezeigten Höhendaten hängen von der Einstellung des Moduswahlschalters ab.
MODEL SEL-Schalter
LGD RADAR: Radarhöhe, Höhenrate... werden angezeigt.
PGNS: LGC-berechnete Höhe, Höhengeschwindigkeit... werden angezeigt.
AGS: AGS-berechnete Höhe, Höhengeschwindigkeit... werden angezeigt.
Quelle: LM Apollo Operations Handbook Band I , Seite 3-22
Mit dem Schalter in der LDG-RADAR-Position kommen die Daten also direkt vom Landeradar, wie Organic Marble beschrieben hat, was die Einstellung des LM nicht berücksichtigt. In der AGS-Position würden die Daten vom Backup-Rechner im LM kommen, der nicht einmal eine Schnittstelle zum LR hat. Dort wird die Höhe also ausschließlich aus dem Zustandsvektor bestimmt, der mit Beschleunigungsmesserdaten aktualisiert wird.
Aber in der PGNS-Position, die die nominelle Position für den Schalter während des Abstiegs war (siehe zB Apollo 12 LM Timeline Book Seite 5), kommen die Daten vom Apollo Guidance Computer, der LR-Daten in seine Zustandsvektorberechnungen einbezieht. Dabei wird die Lage des LM und die Position des Landeradars (Position 1 oder 2) berücksichtigt. Die angezeigte Höhe wird dann aus dem Zustandsvektor abgeleitet. (Quelle: Guidance System Operations Plan for Luminary 1E, Guidance Equations Abbildung 3.4.3.3 und Seite 5.3-72)
Um Ihre zweite Frage zu beantworten: Beginnend mit Apollo 14 (siehe Luminary Memo #147 ) hatte die AGC die Möglichkeit, ein einfaches Geländeprofil vor dem Landeplatz zu berücksichtigen. In Bezug auf die Höhe bedeutet dies, dass die angezeigte Zahl (im PGNS-Modus) die Höhe über dem Landeplatz und nicht die aktuelle Höhe (mit oder ohne Berücksichtigung des Nick- oder Rollwinkels) wäre.
NEIN.
Die aus dem Landeradar-Schrägbereich berechnete „LM-Höhe“ wird nur für die Strahlwinkel des Höhenmessers korrigiert, nicht für die Fahrzeuglagewinkel.
Die Strahlwinkel des Höhenmessers werden vom LGC bei der Berechnung der LM-Höhe aus der LR-Schrägentfernungsausgabe verwendet.
Quelle: LMA790-3 -LM APOLLO OPERATIONS HANDBOOK S. 2.2-25 und 2.2-26
Auf Abbildung 2.2-9 können Sie sehen, wie die Höhe direkt von der Elektronikbaugruppe zu den Besatzungsanzeigen geht. Es gibt keine Eingabe in diese Verarbeitung für die Fahrzeuglage. Es kommt nur vom Radar.
Sergij Lenzion