Obs: För att fira 40-årsjubileet för Apollo 13-uppdraget, under 13 dagar, kommer Space Magazine att innehålla "13 saker som räddade Apollo 13", och diskuterade olika vändpunkter för uppdraget med NASA-ingenjören Jerry Woodfill.
Brottet och explosionen av Apollo 13: s syretank förkrossade rymdskeppet, vilket äventyrade besättningen och gjorde att en månlandning inte var ett alternativ. Men fler problem uppstod när den farliga flygningen fortsatte. Att hålla rymdskeppet på rätt bana var en enorm utmaning för Mission Control, och särskilt för besättningen. Normalt tillät fartygets datorer mycket av navigeringen, men på grund av förlusten av servicemodulen som en elektrisk strömkälla var till och med backupnavigering och inriktningsfunktioner inte tillgängliga. Landers begränsade batterikraft krävde avstängning av sin styrdator. Astronauterna behövde också använda en sextant ombord för att bekräfta deras placering genom att observera stjärnorna, liknande hur forntida sjömän navigerade. "Det finns trettiosju stjärnor - och en är solen", sa Apollo-ingenjören Jerry Woodfill, "som gav ett exakt sätt att anpassa rymdskeppets datorplattform så att astronauterna kan styra sig genom himlen."
Men explosionen av tanken hade omhyllat rymdskeppet Apollo 13 med skräp. Befälhavaren Jim Lovell och hans besättning kunde inte urskilja stjärnorna från partiklarna som glimmade i solljuset. "Situationen var, utan förmågan att se stjärnorna, kunde du inte navigera," sade Woodfill.
Men NASA hade en navigationsplan för säkerhetskopiering tack vare en insiktsfull anställd hos NASA-entreprenören. Detta nya sätt att navigera hade bara provats en gång tidigare i rymden. Och slumpmässigt var astronauten som använde den Jim Lovell under hans tidigare flyg - Apollo 8 - som kretsade om månen i december 1968.
En anställd hos TRW - som var entreprenör för många av navigationssystemen och procedurerna för NASA - tänkte en ovanlig navigationsplan för backup en dag. ”Den här mannen är en vän och granne till mig”, sade Woodfill, ”och genom sin berättelse om historien till mig sa han att en tanke kom till honom en dag om Apollo-astronauter som använde stjärnor för att navigera. Tänk om stjärnorna inte kunde ses? Nu var det mycket osannolikt eftersom det inte finns några moln, dimma eller rök för att dölja stjärnor från astronauter. Men ändå skulle tanken helt enkelt inte upphöra. Snart kom en uppföljningsidé i tankarna. Varför inte använda jordens terminator? "
Terminatorn är linjen som avgränsar mellan natt och dag på jorden; där solen skiner och där den är mörk.
Woodfills vän räknade ut geometrien och skrev ett datorprogram för att validera idén. Han lade fram förslaget till navigeringskortet, som godkände tekniken så att det infördes i datorerna i Mission Control Center.
Genom ovanliga, och vad som kan kallas händelseförhållanden, experimenterade Lovell med säkerhetsplanen under Apollo 8.
Lovell tjänade som navigatör för det första bemannade uppdraget att kretsa om månen. Han gjorde en stjärnskådning för att förbereda återkomsten till jorden och kom in i koordinaterna i Apollo-rymdskeppets primitiva dator med hjälp av "DSKY" (skärm och tangentbord). Istället för att trycka på ENTR-knappen (enter) tryckte han av misstag på den närliggande CLR-tangenten (radera) för att radera hela navigationsinriktningen.
”Lovell konsulterade med Mission Control om man skulle upprepa sextantstjärnsynen,” sade Woodfill, ”och någon insåg att detta skulle vara en möjlighet att testa säkerhetskopieringssätet för byxorna för att navigera med jordens terminator. Och det fungerade! Men då glömde alla det, tills ... gissa när? ”
Ursprungligen kunde besättningen på Apollo 13 använda solen som en "markör" för att hjälpa till att guida rymdskeppet för att bekräfta att de var på rätt väg, och kunde avfyra LM-motorerna för korrigering av kursen med hjälp av den överförda styrplattformen från Kommandomodul.
Men när Apollo 13 gick tillbaka till jorden, märkte Reentry (RETRO) och Guidance, Navigation and Control (GNC) tjänstemän som tittade på bananalysen att rymdskeppet kom in för "grunt", det vill säga Apollo 13 var på väg att hoppa av atmosfären och ut i rymden för alltid. Något tycktes "blåsa" rymdskeppet av kurs. Senare upptäcktes att kylningsånga från landaren var ansvarig. Eftersom ingen lander hade varit närvarande för tidigare uppdrag på en återresa från månen, hade en sådan mystisk "vind" aldrig stött på innan jordens återinträde.
En annan brännskada behövdes, men ingen hjälp från vägledningssystemet skulle finnas tillgängligt, eftersom drivning av landarens vägledningssystem, dess gyros, datorn etc. skulle använda för mycket elkraft.
Här räddades back-upnavigeringsmetoden som Lovell experimenterade med på Apollo 8.
"Om man skulle kunna använda en" dödberäkningsmetod "skulle ingen elektricitet behövas," sade Woodfill. "Rikta helt enkelt på fordonet, starta motorn och stoppa den baserat på Mission Controls föreskrivna tid för drift." Lovell tittade upp jordens terminatorlinje och kontrollerade rymdfarkostens "yaw", Haise kontrollerade "tonhöjden" och Swigert timade den med sin exakta Omega Speedmaster-klocka.
Navigeringsrapporten för Apollo 13 beskriver det på detta sätt:
”Jordklämmanens jordklämmor placerades på YAS-axeln för COAS. Den upplysta delen av jorden placerades på toppen av näthålet. Pitch attitude uppnåddes genom att placera solen i den övre delen av AOT (se nedan). Denna procedur riktade LM + Z-axeln mot jorden och riktade LM + X-axeln retrograderad längs den lokala horisontalen. En AGS-kroppsaxelinriktning utfördes, följt av övergång av AGS till det automatiska inställningshållläget. En manöver för att bränna attityd utfördes, följt av en annan kroppsaxelinriktning. ”
Woodfill sa att han tyckte om Hollywoods återinförande av proceduren i filmen "Apollo 13". Även om rymdfarkostens gyrationer om himlen är helt överdrivna, är scenen där Tom Hanks, Bill Paxton och Kevin Bacon installerade och utför terminatorbränningen i allmänhet korrekt.
Det räcker med att säga att förfarandet fungerade för Hollywood-dramatik, men ännu viktigare, det fungerade för att rädda Lovell, Haise och Swigerts liv.
I morgon, del 6: Brand
Andra artiklar från serien “13 saker som räddade Apollo 13”:
Introduktion
Del 3: Charlie Duke's Measles
Del 4: Använda LM för framdrivning
Del 5: Oförklarad avstängning av Saturn V Center Engine
Del 7: The Apollo 1 Fire
Del 8: Kommandomodulen togs inte bort
Också:
Fler läsarfrågor om Apollo 13 besvarat av Jerry Woodfill (del 2)
Sista omgången av Apollo 13 frågor besvarade av Jerry Woodfill (del 3)
