Apollo 6 - Apollo 6

Apollo 6
Start von Apollo 6.jpg
Start von Apollo 6 (erkennbar an seinem weiß lackierten Servicemodul) von der Spitze des Startturms aus gesehen
Missionstyp Unbemannter CSM-Flug in der Erdumlaufbahn ( A )
Operator NASA
COSPAR-ID 1968-025A
SATCAT- Nr. 3170
Missionsdauer 9 Stunden 57 Minuten 20 Sekunden
Umlaufbahnen abgeschlossen 3
Eigenschaften von Raumfahrzeugen
Raumfahrzeug
Hersteller Nordamerikanischer Rockwell
Startmasse
Missionsbeginn
Erscheinungsdatum 4. April 1968, 12:00:01  UTC ( 1968-04-04UTC12:00:01Z )
Rakete Saturn V SA-502
Startplatz Kennedy LC-39A
Ende der Mission
Wiederhergestellt von USS  Okinawa
Landedatum 4. April 1968, 21:57:21  UTC ( 1968-04-04UTC21:57:22Z )
Landeplatz 27°40′N 157°55′W / 27,667°N 157,917°W / 27,667; -157.917 ( Apollo 6 Spritzwasser )
Bahnparameter
Referenzsystem Geozentrisch
Regime Hochelliptische Umlaufbahn
Perigäumhöhe 32 Kilometer (17 sm)
Apogäumshöhe 22.533 Kilometer (12.167 sm)
Neigung 32,6 Grad
Zeitraum 389,3 Minuten
Epoche 4. April 1968
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Apollo 6 (4. April 1968), auch bekannt als AS-502 , war der dritte und letzte Flug ohne Besatzung im Apollo-Programm der Vereinigten Staaten und der zweite Test der Saturn-V- Trägerrakete. Es qualifiziert den Saturn V für den Einsatz in bemannten Missionen, wie es zum ersten Mal bei Apollo 8 im Dezember 1968 geschah .

Apollo 6 sollte die Fähigkeit der dritten Stufe des Saturn V, der S-IVB , demonstrieren , sich selbst und die Apollo-Raumsonde auf Mondentfernungen zu bewegen. Seine Komponenten kamen Anfang 1967 im Kennedy Space Center an. Die Tests verliefen langsam, oft verzögert durch Tests des Saturn V, der für Apollo 4 bestimmt war . Als diese unbemannte Mission im November 1967 startete, gab es weniger Verspätungen, aber es gab genug, so dass der Flug von März auf April 1968 verschoben wurde.

Der Flugplan sah nach der translunaren Injektion einen direkten Rückflugabbruch mit dem Haupttriebwerk des Servicemoduls mit einer Gesamtflugzeit von ca. 10 Stunden vor. Stattdessen beschädigte ein Phänomen, das als Pogo-Oszillation bekannt ist, einige der Rocketdyne J-2- Triebwerke in der zweiten und dritten Stufe, indem es interne Kraftstoffleitungen riss, was dazu führte, dass zwei Triebwerke der zweiten Stufe vorzeitig abgeschaltet wurden. Das Bordleitsystem des Fahrzeugs konnte dies durch längeres Brennen der zweiten und dritten Stufe kompensieren, obwohl die resultierende Parkbahn elliptischer war als geplant. Das beschädigte Triebwerk der dritten Stufe konnte nicht für die trans-Mond-Einspritzung neu gestartet werden. Die Fluglotsen entschieden sich dafür, das Flugprofil des vorherigen Apollo-4-Tests zu wiederholen, um eine hohe Umlaufbahn und eine schnelle Rückkehr zu erreichen. Trotz der Triebwerksausfälle gab der Flug der NASA genügend Selbstvertrauen, um den Saturn V für Starts mit Besatzung einzusetzen; ein potenzieller dritter unbemannter Flug wurde annulliert.

Ziele

Apollo 6, der zweite Testflug der Saturn-V- Rakete, sollte ein Command and Service Module (CSM) sowie einen Lunar Module Test Article (LTA), eine simulierte Mondlandefähre (LM) mit montierten strukturellen Vibrationssensoren, in ein translunare Flugbahn, mit dem Boost von der Umlaufbahn zur translunaren Geschwindigkeit, angetrieben von der dritten Stufe des Saturn V, dem S-IVB . Diese Flugbahn würde, obwohl sie die Umlaufbahn des Mondes überschreitet, diesen Körper nicht treffen. Das CSM sollte sich kurz nach der Verbrennung vom S-IVB trennen, und das SM-Triebwerk würde dann feuern, um das Fahrzeug zu verlangsamen, seinen Apogäum auf 22.204 Kilometer (11.989 sm) fallen zu lassen und das CSM zur Erde zurückkehren zu lassen, was eine "direkte" simulierte -return" abbrechen. Auf dem Rückweg sollte das Triebwerk noch einmal zünden, um das Fahrzeug zu beschleunigen, um die Bedingungen zu simulieren, die das Apollo-Raumschiff bei seiner Rückkehr vom Mond mit einem Wiedereintrittswinkel von -6,5 Grad und einer Geschwindigkeit von 36.500 Fuß pro Sekunde ( 11.100 m/s). Die gesamte Mission sollte etwa 10 Stunden dauern.

Die Mission sollte die Fähigkeit der Saturn-V-Trägerrakete testen, die gesamte Apollo-Sonde zum Mond zu schicken, und insbesondere die Belastungen des LM und die Schwingungsmoden des gesamten Saturn-V mit nahezu Volllast testen. Nachdem die Raumsonde für den bemannten Flug durch die Apollo-4-Mission (den Erstflug der Saturn V) qualifiziert war, lag der Fokus auf der vollständigen Qualifizierung der Trägerrakete. Der nominelle Abschluss der geplanten Missionsereignisse durch Erreichen der anfänglichen Parkbahn und der Neustart des S-IVB, um das Raumfahrzeug in die geplante Entfernung über die Mondbahn hinaus anzutreiben, wurde als ausreichend erachtet, um die Hauptziele von Apollo 6 zu erreichen.

Ausrüstung

Der Lunar Module Test Article (LTA-2R) wird zur Paarung mit dem Raumfahrzeug-LM-Adapter verschoben.

Die Trägerrakete von Apollo 6 wurde als AS-502 bezeichnet, die zweite flugfähige Saturn V. Zu ihrer Nutzlast gehörte CSM-020, ein Block I CSM mit einigen Block-II-Modifikationen. Der Block I CSM konnte nicht wie der Block II an eine Mondlandefähre andocken. Zu den Modifikationen an CSM-020 gehörte eine neue Besatzungsluke, die unter Mondrückkehrbedingungen getestet werden sollte. Diese neue Luke ersetzte die Luke, die von der Apollo-1- Untersuchungskommission als zu schwer zu öffnen im Notfall verurteilt wurde, Umstände, die zum Tod von drei Astronauten beim Apollo-1-Brand vom 27. Januar 1967 beigetragen hatten. Das verwendete CM war CM-020; es trug einen Missionsprogrammierer und andere Ausrüstung, damit es aus der Ferne bedient werden konnte.

Das verwendete Servicemodul war SM-014 – das ursprünglich geplante SM für Apollo 6, SM-020, wurde für Apollo 4 verwendet, nachdem dessen SM, SM-017, bei einer Explosion beschädigt wurde und verschrottet werden musste. CM-014 war für den Flug nicht verfügbar, da es zur Unterstützung der Apollo-1-Untersuchung verwendet wurde. Für die kurze Apollo-6-Mission wurden nicht alle SM-Systeme aktiviert: Die Radiatoren zur Abfuhr überschüssiger Wärme aus dem Stromnetz und das Umweltkontrollsystem waren nicht angeschlossen.

Kenneth S. Kleinknecht , Command and Service Module Manager im Manned Spaceflight Center in Houston, war mit CSM-020 zufrieden, als es vom nordamerikanischen Rockwell , dem Hersteller, bei KSC ankam , obwohl er verärgert war, dass es in brennbarem Mylar verpackt ankam . Im Gegensatz zum unglückseligen CSM von Apollo 1, das mit Hunderten von ungelösten Problemen auf den Markt kam, hatte CSM-020 nur 23, mit den meisten Problemen, die routinemäßig behandelt werden konnten.

Mit Apollo 6 wurde auch ein Mondtestartikel geflogen, eine simulierte Mondlandefähre, bezeichnet als LTA-2R. Es bestand aus einer flugartigen Sinkstufe ohne Fahrwerk, deren Treibstofftanks mit einem Wasser-Glykol-Gemisch und Freon in den Oxidationstanks gefüllt waren. Instrumentiert, um Vibration, Akustik und strukturelle Integrität zu zeigen, enthielt seine Aufstiegsstufe keine Flugsysteme, sondern bestand aus ballastiertem Aluminium.

Vorbereitung

Die erste Stufe des S-IC traf am 13. März 1967 per Lastkahn ein und wurde vier Tage später im Fahrzeugmontagegebäude (VAB) aufgestellt, wobei die dritte Stufe des S-IVB und der Computer der Instrumenteneinheit ebenfalls am 17. März eintrafen. Die zweite Stufe II war noch nicht fertig und so wurde der hantelförmige Abstandshalter, der in Vorbereitung auf Apollo 4 verwendet wurde, ersetzt, damit die Tests fortgesetzt werden konnten. Dieser hatte die gleiche Höhe und Masse wie der S-II zusammen mit allen elektrischen Anschlüssen. Die S-II traf am 24. Mai ein. Sie wurde am 7. Juli gestapelt und mit der Rakete verbunden.

Dies war das erste Mal, dass High Bay 3 des VAB verwendet wurde, und es stellte sich schnell heraus, dass die Klimaanlagen unzureichend waren. Tragbare Hochleistungseinheiten wurden eingeführt, um Ausrüstung und Arbeiter kühl zu halten. Im April 1967 kam es zu Verzögerungen, da Personal und Ausrüstung mit Apollo 4 beschäftigt waren und nicht für Tests an Apollo 6 zur Verfügung standen. Die zweite Stufe der S-II traf am 25 6 wurde weiterhin von Verzögerungen geplagt, die häufig durch Arbeiten an Apollo 4 verursacht wurden. Das Fahrzeug wurde auf Mobile Service Launcher 2 aufgebaut, aber die Arbeiten an den Armen der Werfer, die beim Start zurückschwenken würden, gingen langsam voran. Auch der CSM selbst kam nur langsam an, da die geplante Ankunft Ende September um zwei Monate verschoben wurde.

Nach dem Start von Apollo 4 am 9. November 1967 nahm das Betriebstempo zu, aber es gab viele Probleme mit der Flughardware. Das CSM wurde am 11. Dezember 1967 auf der Trägerrakete aufgestellt und der Stapel der Raumsonde wurde am 6. Februar 1968 zum Launch Complex 39A ausgerollt. Der Rollout war eine ganztägige Angelegenheit, die am Morgen begann und größtenteils in schweren Regen. Der Crawler musste zwei Stunden anhalten, als die Kommunikation ausfiel, sodass das Fahrzeug erst bei Dunkelheit auf der Startrampe eintraf. Aufgrund des starken Windes konnte die mobile Servicestruktur zwei Tage lang nicht zur Startrampe gebracht werden.

Der Flugbereitschaftstest endete am 8. März 1968, und bei einer Überprüfung, die drei Tage später stattfand, wurde Apollo 6 für den Start freigegeben, abhängig vom erfolgreichen Abschluss der Tests und einigen auf dem Treffen identifizierten Aktionspunkten. Der Start war für den 28. März 1968 angesetzt, wurde aber auf den 1. April und dann auf den 3. April verschoben, als es Probleme mit einigen der Leitsystemausrüstungen und mit der Betankung gab. Der Countdown-Demonstrationstest begann am 24. März. Obwohl er innerhalb einer Woche abgeschlossen war, musste der Start noch einmal verschoben werden: Am 3. April begann der finale Countdown mit dem Start für den nächsten Tag. Alle aufgetretenen Probleme wurden während der eingebauten Holds im Countdown bearbeitet und verzögerten die Mission nicht.

Flug

Start

Diese Ansicht des Starts von Apollo 6 wurde von einem Verfolgungsflugzeug aus aufgenommen.

Apollo 6 startete am 4. April 1968 um 7:00 Uhr (1200 UT) vom Launch Complex 39A bei KSC. In den ersten zwei Minuten verhielt sich die Trägerrakete Saturn V normal. Dann, als die S-IC-Erststufe des Saturn V brannte, erschütterten Pogo-Schwingungen das Fahrzeug. Die Schubschwankungen führten dazu, dass der Saturn V ± 0,6 g erfuhr, obwohl er für maximal ± 0,25 g ausgelegt war. Das Fahrzeug erlitt außer dem Verlust einer der Platten des Raumfahrzeug-Mondlandefähren-Adapters (SLA) keine Schäden.

George Mueller erklärte die Ursache in einer Anhörung vor dem Kongress:

Pogo entsteht grundsätzlich, weil man Schubschwankungen in den Triebwerken hat. Das sind normale Eigenschaften von Motoren. Alle Triebwerke haben ein so genanntes Rauschen in ihrer Leistung, da die Verbrennung nicht ganz gleichmäßig ist, so dass diese Schubschwankung der ersten Stufe als normales Merkmal aller Triebwerksverbrennungen gilt.

Nun wird der Motor wiederum durch ein Rohr gespeist, das den Kraftstoff aus den Tanks entnimmt und dem Motor zuführt. Die Länge dieser Pfeife ist so etwas wie eine Orgelpfeife, also hat sie eine eigene Resonanzfrequenz und es stellt sich wirklich heraus, dass sie genau wie eine Orgelpfeife schwingt.

Die Struktur des Fahrzeugs ähnelt einer Stimmgabel, wenn Sie sie also richtig anschlagen, schwingt sie in Längsrichtung auf und ab. Grob gesagt ist es die Wechselwirkung zwischen den verschiedenen Frequenzen, die das Fahrzeug zum Schwingen bringt.

Nachdem die erste Stufe abgeworfen wurde, begann die zweite Stufe der S-II ihre eigenen Probleme mit ihren J-2-Triebwerken zu erleben . Zuerst hatte Triebwerk Nummer zwei ab 225 Sekunden nach dem Abheben Leistungsprobleme, die sich bei T+319 Sekunden abrupt verschlechterten, und dann bei T+412 Sekunden schaltete die Instrumenteneinheit es vollständig ab. Dann, zwei Sekunden später, ging auch Motor Nummer drei aus. Der Fehler lag in Triebwerk zwei, aber aufgrund von Querverbindungen von Drähten schaltete der Befehl von der Instrumenteneinheit nicht nur Triebwerk zwei ab, sondern auch Triebwerk drei, das normal gelaufen war. Die Instrumenteneinheit konnte dies kompensieren, und die verbleibenden drei Triebwerke brannten 58 Sekunden länger als normal. Auch die S-IVB-Drittstufe musste 29 Sekunden länger als üblich brennen. Auch der S-IVB erlitt einen leichten Leistungsverlust.

Orbit

Aufgrund des weniger als nominellen Starts wurden der CSM und der S-IVB in eine 173,14 Kilometer (93,49 sm) mal 360,10 Kilometer (194,44 sm) lange Parkbahn anstelle der geplanten 190 Kilometer (100 sm) langen Parkumlaufbahn eingeführt . Diese Abweichung vom Flugplan schloss die Fortsetzung der Mission nicht aus. Während der ersten Umlaufbahn manövrierte die S-IVB und änderte ihre Haltung zum Horizont, um Techniken zu qualifizieren, die zukünftige Astronauten bei der Verfolgung von Landmarken verwenden könnten. Dann, nach den üblichen zwei Umlaufbahnen, um die Bereitschaft des Fahrzeugs für die Translunar-Injektion (TLI) zu überprüfen, wurde der S-IVB befohlen, neu zu starten, was jedoch nicht gelang.

Flugdirektor Clifford E. Charlesworth und sein Team in der Missionssteuerung entschieden sich für eine im Voraus geplante alternative Mission, um das Raumfahrzeug mit dem Service Propulsion System (SPS)-Triebwerk des SM in eine hohe Apogäumsbahn mit einem niedrigen Perigäum zu heben, das zu einem Wiedereintritt führen, wie dies bei Apollo 4 der Fall war. Dies würde einige der Missionsziele erfüllen. Der SPS-Motor brannte 442 Sekunden, um das geplante Apogäum von 11.989 Seemeilen (22.204 km) zu erreichen. Nun fehlte jedoch der Treibstoff, um den atmosphärischen Wiedereintritt mit einem zweiten SPS-Triebwerk zu beschleunigen , und die Raumsonde trat nur mit einer Geschwindigkeit von 10.000 Metern pro Sekunde (33.000 ft/s) statt der geplanten 11.000 Meter pro Sekunde in die Atmosphäre ein (37.000 ft/s), was eine Mondrückkehr simulieren würde. In großen Höhen konnte der CM Daten darüber liefern, inwieweit zukünftige Astronauten durch die Haut des Raumfahrzeugs vor den Van-Allen-Gürteln geschützt wären .

Zehn Stunden nach dem Start landete die CM 80 Kilometer (43 sm) vom geplanten Aufsetzpunkt im Nordpazifik nördlich von Hawaii und wurde an Bord der USS Okinawa gehoben . Die SM wurde kurz vor Erreichen der Atmosphäre abgeworfen und darin verbrannt. Die Umlaufbahn der S-IVB verfiel allmählich und sie trat am 26. April 1968 wieder in die Atmosphäre ein.

Nachwirkungen

In einer Pressekonferenz nach dem Start charakterisierte General Samuel C. Phillips , der Programmdirektor von Apollo, Apollo 6, "es steht außer Frage, dass es keine perfekte Mission ist". der Verlust von zwei Triebwerken in der S-II-Stufe sei "eine große ungeplante Leistung". NASA-Beamter George Mueller nannte Apollo 6 „eine rundum gute Arbeit, einen hervorragenden Start und, im Gegenzug, eine erfolgreiche Mission … und wir haben viel gelernt“, erklärte aber später, dass Apollo 6 „definiert werden muss“. als gescheitert".

Das Phänomen des Pogo, das während der ersten Phase des Fluges erlebt wurde, war bekannt. Die NASA dachte jedoch, der Saturn V sei "verstimmt", dh daran gehindert, mit seinen Eigenfrequenzen zu schwingen. Kurz nach dem Apollo-6-Flug versuchten die NASA und ihre Auftragnehmer, die Probleme für zukünftige Flüge zu beseitigen, und etwa 1.000 Regierungs- und Industrieingenieure wurden eingesetzt. Um Druckschwingungen in den J-2-Triebwerken zu dämpfen, wurden Hohlräume in diesen Systemen kurz vor dem Start mit Heliumgas gefüllt, das als Stoßdämpfer diente.

Apollo 6-Kommandomodul auf dem Display im Fernbank Science Center in Atlanta , Georgia

Die Probleme mit dem S-II und dem S-IVB wurden auf die J-2-Triebwerke zurückgeführt, die in beiden Stufen vorhanden waren. Tests zeigten, dass die Funkenzünder an den Treibmittelleitungen bei niedrigem atmosphärischem Druck oder im Vakuum versagen können. Dies würde bei Bodentests nicht passieren, wo die durch die Treibmittelleitungen strömenden Flüssiggase eine schützende Reifschicht bilden würden und bei solchen Tests flüssige Luft über die Außenseiten der Triebwerke gesprüht wurde, um Vibrationen zu dämpfen. Im Vakuum gab es keinen solchen Schutz und der Balg neben den Funkenzündern vibrierte schnell und versagte bei Spitzendurchfluss, was zu einem Durchbrennen der Treibmittelleitungen führte. Die Bälge wurden beseitigt und die Leitungen verstärkt. Nach Apollo 6 hatte es innerhalb der NASA Debatten gegeben, ob das Notfallerkennungssystem des Raumfahrzeugs so konfiguriert werden sollte, dass es bei übermäßigem Pogo automatisch abbricht, wobei Deke Slayton , Director of Flight Crew Operations, dagegen war . Stattdessen begann die Arbeit an einem "Pogo-Abort-Sensor", damit die Flugbesatzung beurteilen kann, ob ein Abbruch erfolgen sollte, aber im August 1968 war klar, dass Pogo überwunden werden würde, und die Arbeit daran wurde aufgegeben.

Das SLA-Problem wurde durch seine Wabenstruktur verursacht. Als die Rakete durch die Atmosphäre beschleunigte, expandierten die Zellen aufgrund der eingeschlossenen Luft und des Wassers. Dadurch würde sich die Adapterfläche lösen. Um dies zu verhindern, wurden kleine Löcher in die Oberfläche gebohrt, damit eingeschlossene Gase abgeleitet werden können, und eine dünne Korkschicht wurde auf den Adapter gelegt, um Feuchtigkeit aufzunehmen.

Die Bemühungen der NASA reichten aus, um den Senatsausschuss für Luft- und Raumfahrtwissenschaften zufriedenzustellen . Dieser Ausschuss berichtete Ende April, dass die Agentur die Anomalien von Apollo 6 schnell analysiert und diagnostiziert und Korrekturmaßnahmen ergriffen habe. Nach einer detaillierten Analyse der Leistung des Saturn V und der Fixes für zukünftige Trägerraketen kamen die Ingenieure des Marshall Space Flight Center in Alabama zu dem Schluss, dass ein dritter unbemannter Testflug des Saturn V nicht erforderlich war. Daher würde der nächste Saturn V, der auf Apollo 8 fliegt, eine Besatzung tragen ( Apollo 7 , die erste bemannte Apollo-Mission, die fliegt, würde von einem S-IB gestartet ).

Nach der Mission wurde CM-020 an die Smithsonian Institution überführt . Das Kommandomodul von Apollo 6 ist im Fernbank Science Center in Atlanta , Georgia, ausgestellt .

Kameras

Standbild aus Filmmaterial vom Absturz der Zwischenbühne von Apollo 6 (NASA)

Am Saturn V waren mehrere Kameras befestigt, die ausgeworfen und später geborgen werden sollten. Drei der vier Kameras an Bord des S-IC konnten nicht ausgeworfen werden und wurden daher zerstört, und nur eine der beiden Kameras auf dem S-II wurde geborgen. Zwei dieser Kameras sollten die S-IC/S-II-Trennung filmen und die anderen beiden den Flüssigsauerstofftank; der geborgene hatte die Trennung gefilmt. Das Fehlschlagen des Ausstoßens wurde auf einen Mangel an Stickstoffdruck in den Flaschen zurückgeführt, die den Ausstoss verursachen sollten. Das Kommandomodul trug eine Filmkamera, die beim Start und beim Wiedereintritt aktiviert werden sollte. Die Mission dauerte jedoch etwa zehn Minuten länger als geplant, und Wiedereintrittsereignisse wurden nicht gefilmt.

Eine 70-mm-Standbildkamera, die während eines Teils der Mission im CM betrieben wurde, zeigte durch das Lukenfenster auf die Erde. Die Abdeckung umfasste Teile der Vereinigten Staaten, des Atlantischen Ozeans, Afrikas und des westlichen Pazifischen Ozeans. Die Kamera verfügte über eine durchdringende Film- und Filterkombination mit besserer Farbbalance und höherer Auflösung als Fotografien, die bei früheren amerikanischen Missionen mit Besatzung aufgenommen wurden. Diese erwiesen sich hervorragend für kartografische, topografische und geografische Studien.

Öffentliche Wirkung

Es gab wenig Berichterstattung über die Apollo 6 Mission vor allem , weil am selben Tag wie die Einführung, Martin Luther King Jr. wurde ermordet in Memphis, Tennessee , und Präsident Lyndon B. Johnson angekündigt hatte , würde er nicht Wiederwahl sucht nur vier Tage zuvor.

Siehe auch

Verweise

Quellen

Externe Links