Könnte die Aufstiegsstufe des Adlers von Apollo 11 noch den Mond umkreisen?

Könnte die Aufstiegsstufe des Adlers von Apollo 11 noch den Mond umkreisen?

Ja, es scheint möglich.

Ab etwa Minute 6 des Videos werden eingefrorene Umlaufbahnen diskutiert und einige beispielhafte GMAT-Simulationen durchgeführt, um zu erklären, wie Mondumlaufbahnen simuliert werden können, einschließlich bis zur Ordnung 160 in den gravitativen sphärischen Harmonischen des Mondes, die von der GRAIL-Mission sehr genau kartiert wurden .

Das Video verlinkt dann auf die Studie selbst:

• arXiv: James Meador (2021) Long-term Orbit Stability of the Apollo 11 Eagle Lunar Module Ascent Stage Zusammenfassung unten gezeigt Update: Published and Open Access in Planetary and Space Science 205 (1) October 2021, 105304 Long-term orbit Stability of the Apollo 11 „Eagle“ Lunar Module Aufstiegsstufe
• Github: Details der Berechnung von RogerTwank/Eagle , verlinkt als (Meador, 2020) im arXiv-Papier.

Die Aufstiegsstufe der Apollo-11-Mondlandefähre „Eagle“ wurde nach der historischen Landung im Jahr 1969 in der Mondumlaufbahn aufgegeben. Ihr Schicksal ist unbekannt. Die hier beschriebene numerische Analyse liefert Hinweise darauf, dass dieses Objekt möglicherweise bis heute in der Mondumlaufbahn verblieben ist. Die Simulationen zeigen eine periodische Variation der Exzentrizität der Umlaufbahn, korreliert mit der selenographischen Länge der Apsidenlinie. Die Rate der Apsidenpräzession korreliert mit der Exzentrizität. Diese beiden Faktoren scheinen zusammenzuwirken, um die Umlaufbahn langfristig zu stabilisieren.

Zur verlinkten Frage:

Hätten wir die Aufstiegsstufe des Adlers von Apollo 11 entdeckt, wenn er sich immer noch im Orbit um den Mond befunden hätte?

• Astronomy SE: Es ist unklar; Vielleicht. So könnte es entdeckt worden sein.
• Jagd auf Snoopys Schwanz; Meine Suche nach der Abstiegsstufe der Apollo-10-Mondlandefähre.

Screenshots aus dem in der Frage verlinkten Video :

Die akzeptierte Antwort deckt die Schlüsselfrage ab, aber nur um auch die beiden Nebenfragen zu beantworten:

• Konnte der LM ohne Menschen kommunizieren?

Ja. Siehe diese Reihe von Kommentaren im Flugjournal von Apollo 11, die etwa 45 Minuten nach der LM-Trennung beginnen:

130:57:08 Duke : Hallo, Apollo 11. Houston. Gegen 4:30 Uhr LOS. Sie sehen auf all Ihren Systemen großartig aus. Eagle schnurrt auf einem - Nach einer Stunde und dreißig [Minuten] ohne Kühlung sieht das PNGS immer noch gut aus. Über.

PAO [ ca. 132:00 ]: Eines der Dinge, die wir hier in Mission Control mit Interesse beobachten, ist die Mondlandefähre. Als Aldrin und Armstrong das LM verließen und in das Kommando- und Servicemodul zurückkehrten, wechselten sie im Rahmen eines Tests, den wir gerade durchführen, um festzustellen, wie lange das primäre Leit- und Navigationssystem ohne funktionieren wird, auf den sekundären Kühlmittelkreislauf Kühlung. Das primäre Führungssystem wird nicht im sekundären Kreislauf gekühlt, der eine Backup-Kühlung für das sekundäre Führungssystem bereitstellt, und es war schon immer von Interesse, wie lange das primäre Führungssystem ohne Kühlung überleben wird – Schätzungen gehen von mehreren Stunden aus.

PAO [ ca. 133:45 ]: Wir zeigen derzeit die Mondlandefähre in einer Umlaufbahn von 63,3 mal 56 Seemeilen [117,2 mal 103,7 km]. Das Kommando- und Servicemodul befindet sich auf einer Umlaufbahn von 63,2 x 53,9 [117,0 x 99,8 km]. Zum Zeitpunkt der Trans-Earth-Injektionsverbrennung erwarten wir, dass sich das Kommandomodul etwa 1 Meile unter dem LM und etwa 20 Meilen davor befinden wird.

133:54:03 Duke : Und 11, Houston. Zu Ihrer Information, Eagle, wegen einer CDU-Überhitzung ging gegen 3:19 Uhr eine ISS-Ausfalllampe an. Und ungefähr zu dieser Zeit sieht es bei AOS so aus, als würden wir die Plattform verlieren.

PAO [ca. 134:00]: Vor ein paar Minuten hörten Sie, wie Charlie Duke der Crew mitteilte, dass wir zeigen, dass die LM-Plattform gleich losfährt. Wir hatten erwähnt, dass die Besatzung vor dem Verlassen der Mondlandefähre den primären Kühlmittelkreislauf deaktiviert und den sekundären Kühlmittelkreislauf an Bord des LM in Betrieb genommen hatte. Dadurch wird das Primärführungssystem nicht gekühlt. Dies ist Teil eines vorgeplanten Tests, um herauszufinden, wie lange das Primärleitsystem ohne Kühlung noch funktionieren würde. Wir hatten im Voraus vorhergesagt, dass es – möglicherweise nicht – es würde möglicherweise nicht viel länger als eine Stunde oder so dauern, aber als Charlie Duke berichtete, dass die Plattform auf dem LM gerade heruntergefahren war, war sie ohne Kühlung in Betrieb gewesen a etwas mehr als vier Stunden. Wir hatten ungefähr 129 Stunden und 40 Minuten von der Besatzung bis zum Umsteigen in den sekundären Kühlmittelkreislauf; und wir bekamen den Bericht von Duke, dass die LM-Führungsplattform um 133:55 Uhr nicht mehr nutzbar war.

Es sieht also so aus, als ob es nach der LM-Trennung etwa 3 Stunden 45 Minuten lang Telemetrie gab, zu diesem Zeitpunkt fiel das Leitsystem aus und das Signal ging verloren.

Die Kommunikation könnte in beide Richtungen erfolgen, obwohl nicht klar ist, ob es sich um Apollo 11 handelte: Die späteren Flüge sendeten das Signal zum Abfeuern des Deorbit-RCS vom Boden aus und nicht vom CSM oder einer Programmierung auf einen Timer.

• Wenn der obige Punkt zutrifft, wie kommt es dann, dass niemand bei der NASA es für eine gute Idee hielt, zu überprüfen, was mit der Aufstiegsstufe passiert ist, näher an der Zeit, als sie wahrscheinlich noch in Betrieb war?

Aus dem Obigen sieht es so aus, als hätten sie Kontakt gehalten, bis das Signal aufgrund des Ausfalls des Leitsystems verloren ging, und hatten zu diesem Zeitpunkt eine ziemlich genaue Vorstellung von der Umlaufbahn.

Außerdem aus dem Missionsbericht von Apollo 11 (S. 103) :

Beim Abwurf der Mondlandefähre hatten die beiden Aufstiegsbatterien 336 Ah bei einer nominellen Gesamtkapazität von 592 Ah geliefert. Die Aufstiegsbatterien lieferten weiterhin Strom für insgesamt 680 Ah bei 28 V Gleichstrom oder höher.

Dies deutet darauf hin, dass selbst wenn das Leitsystem funktionsfähig geblieben wäre, das LM wahrscheinlich sehr bald danach ohnehin die Leistung verloren hätte - als dies geschah, hatten die Batterien bereits ihre Nennkapazität überschritten. Die Verbindung wäre also selbst im Idealfall nicht mehr lange aufrecht zu erhalten.

Apollo 9 und 10 hatten ähnliche Experimente versucht. Apollo 9 hatte eine etwas andere Nennkapazität (620 Ah) – es ist nicht klar, ob die tatsächlichen Batterien gleich waren – und hatte zum Zeitpunkt des Signalverlusts insgesamt 656 Ah von den beiden Batterien erhalten. ( Einsatzbericht, Seite 9-19 )

Apollo 10 ließ auch die Akkus der Aufstiegsstufe entladen; Es stellte sich heraus, dass sie 676 Ah von einer Nennkapazität von 592 Ah lieferten. ( Einsatzbericht, Seite 8-2 ). Beide waren also ziemlich nah am Apollo 11-Level, was darauf hindeutet, dass es nicht viel länger gedauert hätte.

Das Problem bei der Langzeitverfolgung besteht darin, dass diese dreieinhalb Stunden Daten nur ein paar Umlaufbahnen darstellen – daher ist es schwierig, aus diesen Daten sehr viel zu extrapolieren.