Encontro da órbita lunar - Lunar orbit rendezvous

Diagrama de LOR

O encontro em órbita lunar ( LOR ) é um conceito chave para pousar com eficiência os humanos na Lua e devolvê-los à Terra. Foi utilizado para as missões do programa Apollo nas décadas de 1960 e 1970. Em uma missão LOR, uma espaçonave principal e um módulo de pouso lunar menor viajam para a órbita lunar . O módulo lunar então desce de forma independente para a superfície da Lua, enquanto a espaçonave principal permanece na órbita lunar. Após a conclusão da missão lá, o módulo de pouso retorna à órbita lunar para se encontrar e re- ancorar com a espaçonave principal, então é descartado após a transferência da tripulação e da carga útil. Apenas a espaçonave principal retorna à Terra.

O encontro da órbita lunar foi inicialmente proposto em 1919 pelo engenheiro ucraniano Yuri Kondratyuk , como a forma mais econômica de enviar um ser humano em uma viagem de ida e volta à Lua.

O exemplo mais famoso envolveu o módulo de comando e serviço do Projeto Apollo (CSM) e o módulo de excursão lunar (LEM), onde ambos foram enviados para um vôo translunar em uma única pilha de foguetes. No entanto, as variantes em que os módulos de pouso e a espaçonave principal viajam separadamente, como o plano de pouso lunar proposto para o Veículo de Lançamento Pesado Derivado do Ônibus Espacial e o Golden Spike , também são consideradas como ponto de encontro da Órbita Lunar.

Vantagens e desvantagens

Vantagens

Representação da gravidade lunar bem , ilustrando como os recursos necessários apenas para a viagem de volta para casa não precisam ser carregados para baixo e de volta para o "poço"

A principal vantagem do LOR é a economia de carga da espaçonave, devido ao fato de que o propelente necessário para retornar da órbita lunar de volta à Terra não precisa ser carregado como peso morto até a Lua e de volta à órbita lunar. Isso tem um efeito multiplicativo, porque cada libra de propelente de "peso morto" usado mais tarde tem que ser propelida por mais propelente mais cedo, e também porque o aumento do propelente requer um aumento do peso do tanque. O aumento de peso resultante também exigiria mais impulso para o pouso lunar, o que significa motores maiores e mais pesados.

Outra vantagem é que o módulo de pouso lunar pode ser projetado exatamente para esse propósito, em vez de exigir que a espaçonave principal também seja adequada para um pouso lunar. Finalmente, o segundo conjunto de sistemas de suporte de vida que a sonda lunar requer pode servir como um backup para os sistemas da espaçonave principal.

Desvantagem

O encontro na órbita lunar foi considerado arriscado a partir de 1962, porque o encontro no espaço não havia sido alcançado, mesmo na órbita da Terra. Se o LEM não pudesse alcançar o CSM, dois astronautas ficariam presos sem nenhuma maneira de voltar à Terra ou sobreviver à reentrada na atmosfera . O medo provou ser infundado, já que o encontro foi demonstrado com sucesso em 1965 e 1966 em seis missões do Projeto Gemini com a ajuda de radar e computadores de bordo. Também foi feito com sucesso em cada uma das oito vezes em que foi testado nas missões Apollo.

Seleção do modo de missão Apollo

Quando o programa de pouso da Apollo na Lua foi iniciado em 1961, presumia-se que a combinação de módulo de comando e serviço de três homens (CSM) seria usada para decolar da superfície lunar e retornar à Terra. Portanto, ele teria que ser pousado na Lua por um estágio de foguete maior com pernas de trem de pouso, resultando em uma nave espacial muito grande (com mais de 100.000 libras (45.000 kg)) a ​​ser enviada para a lua.

Se isso fosse feito por subida direta (em um único veículo de lançamento ), o foguete necessário teria que ser extremamente grande, na classe Nova . A alternativa para isso teria sido o encontro em órbita da Terra , em que dois ou mais foguetes da classe Saturno lançariam partes da espaçonave completa, que se encontrariam na órbita da Terra antes de partir para a Lua. Isso possivelmente incluiria um estágio de partida da Terra lançado separadamente ou exigiria reabastecimento em órbita do estágio de partida vazio.

Tom Dolan propôs a alternativa de encontro em órbita lunar, que havia sido estudado e promovido por Jim Chamberlin e Owen Maynard no Grupo de Tarefa Espacial em 1960 nos primeiros estudos de viabilidade da Apollo. Este modo permitiu que um único Saturno V lançasse o CSM para a Lua com um LEM menor. Quando a espaçonave combinada atinge a órbita lunar , um dos três astronautas permanece com o CSM, enquanto os outros dois entram no LEM, desencaixam e descem para a superfície da lua. Eles então usam o estágio de ascensão do LEM para se juntar ao CSM na órbita lunar, então descartam o LEM e usam o CSM para o retorno à Terra. Este método chamou a atenção do administrador associado da NASA, Robert Seamans, pelo engenheiro do Langley Research Center John C. Houbolt , que liderou uma equipe para desenvolvê-lo.

Além de exigir menos carga útil, a capacidade de usar um módulo lunar projetado apenas para esse propósito era outra vantagem da abordagem LOR. O projeto do LEM deu aos astronautas uma visão clara do local de pouso através de janelas de observação de aproximadamente 4,6 metros (15 pés) acima da superfície, em oposição a estar de costas em um módulo de pouso do Módulo de Comando, pelo menos 40 ou 50 pés (12 ou 15 m) acima da superfície, capaz de vê-lo apenas através de uma tela de televisão.

O desenvolvimento do LEM como um segundo veículo tripulado forneceu a vantagem adicional de sistemas críticos redundantes (energia elétrica, suporte de vida e propulsão), o que permitiu que ele fosse usado como um "barco salva-vidas" para manter os astronautas vivos e levá-los para casa com segurança no evento de uma falha crítica do sistema CSM. Isso foi imaginado como uma contingência, mas não fez parte das especificações do LEM. Como se viu, essa capacidade provou ser inestimável em 1970, salvando a vida dos astronautas da Apollo 13 quando uma explosão do tanque de oxigênio desativou o Módulo de Serviço.

Advocacia

John Houbolt explica o encontro da órbita lunar

O Dr. John Houbolt não permitiria que as vantagens do LOR fossem ignoradas. Como membro do Lunar Mission Steering Group, Houbolt estudava vários aspectos técnicos do encontro espacial desde 1959 e estava convencido, como vários outros do Langley Research Center , de que o LOR não era apenas a maneira mais viável de chegar à Lua antes do uma década se passou, era o único jeito. Ele relatou suas descobertas à NASA em várias ocasiões, mas sentiu fortemente que as forças-tarefa internas (às quais ele fez apresentações) estavam seguindo "regras básicas" estabelecidas arbitrariamente. De acordo com Houbolt, essas regras básicas estavam restringindo o pensamento da NASA sobre a missão lunar - e fazendo com que a LOR fosse descartada antes de ser considerada de forma justa.

Em novembro de 1961, Houbolt deu um passo ousado de pular os canais apropriados e escrever uma carta particular de nove páginas diretamente para o administrador associado Robert C. Seamans . "Mais ou menos como uma voz no deserto", Houbolt protestou contra a exclusão de LOR. "Queremos ir para a Lua ou não?" perguntou o engenheiro de Langley. "Por que o Nova, com seu enorme tamanho simplesmente foi aceito, e por que um esquema muito menos grandioso envolvendo encontro foi condenado ao ostracismo ou colocado na defensiva? Sei perfeitamente que entrar em contato com você dessa maneira é um tanto heterodoxo", admitiu Houbolt, "mas o as questões em jogo são cruciais o suficiente para todos nós para que um curso incomum seja justificado. "

Seamans demorou duas semanas para responder à carta de Houbolt. O administrador associado concordou que "seria extremamente prejudicial para nossa organização e para o país se nosso pessoal qualificado fosse indevidamente limitado por diretrizes restritivas". Ele garantiu a Houbolt que a NASA no futuro prestaria mais atenção ao LOR do que até agora.

Comparação de tamanhos de módulo lunar, de um estudo inicial de Langley

Nos meses seguintes, a NASA fez exatamente isso e, para surpresa de muitos dentro e fora da agência, o candidato azarão, LOR, rapidamente se tornou o favorito. Vários fatores decidiram a questão a seu favor. Primeiro, havia um desencanto crescente com a ideia de ascensão direta devido ao tempo e dinheiro que seriam necessários para desenvolver um foguete Nova de 15 m de diâmetro , em comparação com o Saturn V de 33 pés (10 m) de diâmetro . Em segundo lugar, havia uma crescente apreensão técnica sobre como a espaçonave relativamente grande exigida pelo encontro em órbita da Terra seria capaz de manobrar para um pouso suave na lua. Como explicou um engenheiro da NASA que mudou de ideia:

A questão de olhar aquela coisa até a Lua realmente não teve uma resposta satisfatória. A melhor coisa sobre o LOR é que nos permitiu construir um veículo separado para pouso.

O primeiro grande grupo a mudar sua opinião em favor do LOR foi o Grupo de Tarefa Espacial de Robert Gilruth , que ainda estava localizado em Langley, mas logo se mudaria para Houston como o Centro de Naves Espaciais Tripuladas . O segundo a chegar foi a equipe de Wernher von Braun no Marshall Space Flight Center em Huntsville, Alabama . Esses dois grupos poderosos, junto com os engenheiros que originalmente desenvolveram o plano em Langley, persuadiram os principais funcionários da Sede da NASA, notavelmente o administrador James Webb , que estava se preparando para a ascensão direta, de que LOR era a única maneira de pousar na Lua em 1969. Webb aprovou o LOR em julho de 1962. A decisão foi oficialmente anunciada em uma entrevista coletiva em 11 de julho de 1962. O conselheiro científico do presidente Kennedy, Jerome Wiesner , permaneceu firmemente contra o LOR.

Outros planos usando LOR

A trajetória planejada de Artemis 3 ilustra o uso de LOR

Na cultura popular

O episódio 5 da minissérie de televisão de 1998 , From the Earth to the Moon , "Spider", dramatiza a primeira tentativa de John Houbolt de convencer a NASA a adotar o LOR para o Programa Apollo em 1961, e traça o desenvolvimento do LM até sua primeira tripulação voo de teste, Apollo 9 , em 1969. O episódio leva o nome do Módulo Lunar da Apollo 9.

Veja também

Notas

Referências

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Citações

Bibliografia

links externos