Hatten irgendwelche Apollo-Missionen genug Treibstoff übrig, um die LM-Aufstiegsstufe zurückzubringen?

Eine kürzlich gestellte Frage fragt, warum die Apollo-Mondlandefähre bei der Rückkehr vom Mond nicht routinemäßig zurückgebracht wurde, damit sie als Rettungsboot im Stil von Apollo 13 verwendet werden könnte. Die Antworten besagen richtig, dass das LM nach dem Aufstieg vom Mond im Wesentlichen erschöpft ist und daher nicht hilfreich wäre. Es gibt jedoch auch eine Implikation (insbesondere in den Kommentaren), dass nicht genug Treibstoff vorhanden war, um die zusätzliche Masse der LM-Aufstiegsstufe zurückzubringen.

Ich vermute, dass einige Missionen tatsächlich genug Treibstoff hatten (oder zumindest die Kapazität hatten, genug Treibstoff hinzuzufügen), um ihre Aufstiegsphase zurückzubringen. Denken Sie daran, dass das Servicemodul für eine Mission im "Direktmodus" ohne Mondlandefähre konzipiert wurde. Das CSM sollte auf einer Abstiegsstufe auf dem Mond landen; Das CSM würde dann vom Mond abheben und zur Erde zurückkehren. Als der Modus auf Lunar Orbit Rendezvous geändert wurde, verfügte der SM daher über eine übermäßige Delta-V-Fähigkeit, insbesondere für Apollo 10-14. Diese überschüssige Kapazität wurde während Apollo 15-17 genutzt, um die Experimentierbucht des Servicemoduls, einen Mondrover, Vorräte für mehr Tage und mehr EVAs und mehr zurückgebrachte Mondgesteine ​​hinzuzufügen.

Hatten einige der Apollo-Missionen genug Treibstoff übrig, um die Aufstiegsstufe zurückzubringen?

  • Betrachten Sie Apollo 10-12 und 14-17. Wir wissen, dass es für 13 funktioniert hat. Die anderen Missionen hatten entweder keine Besatzung, flogen nicht zum Mond oder hatten kein LM. Apollo 10 hätte das Rettungsboot-Szenario durchführen können, auch wenn es nicht bis zur Mondoberfläche gelangt wäre.
  • Angenommen, die Mission hat das LM bereits auf dem Mond gelandet, seine EVAs durchgeführt, vom Mond gestartet und sich in der Mondumlaufbahn getroffen.
  • Die zurückzugebende Masse sollte die CM-, SM-, LM-Aufstiegsstufe umfassen, welche Resttreibstoffe auch immer in diesen drei Modulen, den 3 Astronauten und den Mondproben vorhanden sind.
  • Es muss genügend Treibmittel vorhanden sein, um die trans-Erde-Injektion durchzuführen. Ihre Wahl, wenn Sie auch eventuelle Korrekturverbrennungen berücksichtigen möchten. Ihre Wahl, wenn Sie das restliche Treibmittel in der Aufstiegsphase verbrennen möchten.
  • Bitte verwenden Sie die tatsächlichen Statistiken der einzelnen Missionen (verfügbar in Apollo by the Numbers ) und nicht die nominellen oder theoretischen Statistiken der Apollo-Hardware.
  • Machen Sie sich keine Gedanken darüber, warum Sie dies tun würden (das ist der Geltungsbereich der vorherigen Frage), sondern ob es einfach möglich ist .
Aus den TEI-Zündmassen und Pre-Reentry-Trennmassen habe ich für A11-12/14-17 das benötigte Delta-V für die gesamte Rückfahrt. Apollo By The Numbers scheint jedoch nicht die verbleibenden Treibmittelmassen zu haben; versuchen, diese Informationen anderweitig zu finden.
Warum willst du die Aufstiegsstufe zurückholen?
Zu welchem ​​Zweck? Wohin zurückbringen? Selbst wenn Sie den Treibstoff hätten, um es vom Mond zu heben, würde es den Weg nehmen, den das LM von Apollo 13 genommen hat ... ein feuriger Tod beim Wiedereintritt. Es gibt keine Möglichkeit , dass Apollo-Hardware genug Delta-V übrig hat, um das LM in eine sichere Umlaufbahn um die Erde zu bringen, und noch weniger die Möglichkeit, damit wieder einzutreten.
@RussellBorogove es ist in den Missionsberichten vergraben - unklar, warum AbtN es nicht aufgenommen hat. Ich habe die Zahlen für A11 in einer Antwort angegeben, aber nicht das genaue dV berechnet. Sieht aber auf den ersten Blick so aus, als wäre es machbar.
@PcMan Stellen Sie sich ein Szenario vor, in dem die Docking-Klemmen sich weigern, loszulassen. Die Astronauten werden in der Lage sein, das LM etwa eine Woche nach der Rückreise über mehrere EVAs zu lösen, aber ihnen werden die Vorräte ausgehen, wenn sie nicht jetzt abfliegen. Oder ein kritisches System, wie der CO2-Wäscher, ist im CM ausgefallen und sie brauchen den LM zum Überleben auf der Rückfahrt - sie werden die paar Stunden des endgültigen Abstiegs überleben, aber nicht die gesamte Rückfahrt.

Antworten (1)

Schauen wir uns der Einfachheit halber A11 an. Einige Kernpunkte aus Apollo by the Numbers , S. 307 , etwas gerundet:

  • "Leeres" LM beim Abdocken - 5460 lbs (einschließlich aller an Bord verbleibenden)
  • CSM zu Beginn des TEI - 36970 lbs (einschließlich alles an Bord)
  • CSM beim Abschalten - 26790 lbs (10180 lbs verwendet)

Der Missionsbericht, S. 99 , gibt die gesamten Treibmittelwerte wieder gerundet an:

  • 40800 Pfund geladen
  • 35740 lbs verbraucht während der Mission
  • 5060 Pfund übrig

Dies deutet auf einen sehr großzügigen Sicherheitsspielraum bis zur letzten Zündung hin - Apollo 11 brachte fast so viel ungenutzten Treibstoff (5060 lbs) zurück, wie von der Mondlandefähre aufgenommen worden wäre (5460 lbs). Wenn Sie in der Lage gewesen wären, einige der nicht verwendeten Verbrauchsmaterialien des LM (400 lbs Aufstiegstreibstoff, 300 lbs RCS und 50 lbs Wasser) zu entlüften oder zu verbrennen, wäre die LM-Masse geringer gewesen als die Masse der nicht verwendeten Treibmittel von A11 zurück auf die Erde gebracht.

Ich habe die genauen Berechnungen nicht durchgeführt (ich bin nicht zuversichtlich, dass ich nicht irgendwo einen dummen Fehler mache ...), aber auf der Grundlage dieser Zahlen denke ich, dass Sie mit Sicherheit sagen könnten, dass Sie tatsächlich eher das überschüssige Servicemodul-Treibmittel verwendet hätten Anstatt ein paar Tonnen Ballast zu haben, hätten Sie genug Delta-V gehabt, um alles zur Erde zurückzubringen.

Da stellt sich natürlich immer noch die Frage, warum man das eigentlich macht: Man würde einen großen Teil seiner Sicherheitsreserven opfern, um zwei Tage mehr Bewegungsfreiheit zu haben, und das LM müsste bei der Ankunft trotzdem abgelegt werden .

Sie würden in diesem letzten Schritt auch einen neuen und kniffligen Fehlermodus einführen: Wenn Sie nach dem normalen Missionsplan versuchen, das LM in der Mondumlaufbahn abzudocken und feststellen, dass es feststeckt, können Sie eine Weile im Orbit im Leerlauf bleiben , machen Sie ein Nickerchen und ein Sandwich und lassen Sie die Ingenieure vor Ort eine Lösung finden.

Aber beim Bring-It-Home-Plan würden Sie sich in einem viel engeren Zeitfenster befinden, da Sie zu dem Zeitpunkt, an dem Sie versuchten, das LM abzuwerfen, in eine Wiedereintrittsbahn eingesperrt wären, was bedeutet, dass viel weniger Platz dafür vorhanden wäre alle Probleme lösen. Es würde wahrscheinlich gut funktionieren - aber warum das zusätzliche Risiko einführen?

Sie haben mehr Delta-V als angegeben, weil der Acent-Motor einen Neustart hat. Es hat einfach keinen Tag Leerlaufzeit. Einmal unter Druck gesetzt, muss es innerhalb von Stunden verwendet werden.
Hatten irgendwelche Apollo-Missionen genug Treibstoff übrig, um die LM-Aufstiegsstufe zurückzubringen?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v