13 MER Ting som reddet Apollo 13, del 9: Unngå Gimbal Lock

Pin
Send
Share
Send

Det var et usannsynlig tilfelle å ha et kommandoskip fra Apollo deaktivert tusenvis av miles fra Jorden. Det viste seg å være heldig å ha vurdert en slik situasjon, men Apollo 9 trengte ikke å utføre den manøvreringstypen under mylderet av forhold Apollo 13 møtte.

Styring var blant de avgjørende truslene for Jim Lovell og hans mannskap. Uten kommandoskipets skyvekrafter for å styre, var det bare landmannens som var tilgjengelige, og det var en stor utfordring å fly den forkrøplede Apollo 13-romfartøybunken og holde den på riktig bane.

Under et normalt oppdrag tillot skipets datamaskiner store deler av navigasjonen, men Apollo 13-mannskapet måtte fly "for hånd." Kommandomodulen ble avstengt, og LMs begrensede batteristrøm krevde å slå av de fleste av systemene, så selv fremdrift og navigasjonsfunksjoner var ikke tilgjengelige. Lovell måtte kjempe for å bringe det uhåndterlige to-båtfartøyet under kontroll.

Landerens styring var utformet for å håndtere bare massen og sentrum for masseplassering. Nå måtte den styre hele forsamlingen, som inkluderte den døde massen til kommando- og tjenestemodulen så vel som lander. Da var det oksygenutlufting fra de skadede tankene i SM. Alt dette bidro til å sette stabelen gjennom forstyrrelser av tonehøyde, rulle og gir.

I sin bok som "En mann på månen" fanget forfatter Andrew Chaikin scenen kort:

Selv nå spydde oksygen fra Odysseys side som blod fra en harpunert hval. Rømningsgassen fungerte som en liten rakett, og kjempet mot Lovells forsøk på å stabilisere det sammenføyede fartøyet - som astronautene kalte “stabelen” - med Aquarius-skyvekrafter. Lovell fant snart ut at det var rart og vanskelig å prøve å kontrollere stabelen fra lander, som å styre en lastet trillebår nedover gaten med et langt kosteskaft. Da han pikket på håndkontrollen, vinglet det sammenføyde håndverket uforutsigbart. Det var, ville Lovell si senere, som å lære å fly igjen. Og han måtte lære fort, for hvis han lot romfartøyet drive ukontrollert, var det fare for at en av Aquarius 'gyroer ville bli immobilisert - en tilstand som heter gimbal lock som ville ødelegge justeringen av navigasjonsplattformen. Uten å se på stjernene, ville det ikke være noe håp om å innrette det….

"Jeg kan ikke ta den hundekjøringen utrullingen," sa Lovell. I løpet av de neste to timene kjempet Lovell med sitt uhåndterlige håndverk, da tiden for fri returmanøver nærmet seg. Han lurte på om Vannmannen ville kunne peke dem mot hjemmet, og om det ville vare lenge nok til å få dem dit. Lovell og hans mannskap var blitt de første astronautene som møtte den reelle muligheten for å dø i verdensrommet.

Fra "En mann på månen", kapittel 7, "Kronen til en astronauts karriere"
av Andrew Chaikin
Brukt med tillatelse
.

Et av elementene som ble diskutert i den opprinnelige “13 ting som reddet Apollo 13” var hvor godt egnet rookie-Apollo-besetningsmann Jack Swigert var til Apollo 13-oppdraget, da han sies å ha “skrevet boken” på funksjonsfeil i Command Module. På samme måte, sier NASA-ingeniøren Jerry Woodfill, var kommandør Jim Lovells evne som Apollo 13s styrmann.

"Fortellinger deles ofte om Lovells ferdigheter som sjøfarende luftfartøy," sa Woodfill, "gjør at landingsskipene kommer til å lande i mørket med en feilfunksjon eller i stormkast."

Det var en utfordring å kunne bedømme flyets nedstigningsrate og holdning med hensyn til et bølgetrefferskip. Woodfill sa denne ideelt trente Lovell for å unngå gimbal-lock på Apollo 13.

"Gimbal-lock betydde at ledesystemet ikke lenger kunne stole på datamaskinen," forklarte Woodfill. "Veiledningssystemets ortogonale gyroskop (gyros) bedømte graden av tonehøyde, rulle og gjeve. Gimbal-lock overskredet systemets mulighet til å måle posisjon. Et slikt eksempel kan sammenlignes med at dekkene til en bil sklir på en isete vei. Styring blir nesten ubrukelig i en slik hendelse. ”

Historiker og journalist Amy Shira Teitel postet nylig denne videoen med tanke på gimbal lock og Apollo 13:

Deretter kom senere en annen voldsom "styring" -utfordring til Lovell og hans mannskap. Apollo-skip krevde en roterende manøvre om deres lengste akse, kjent som Passive Thermal Control (PTC), med kallenavnet rotisserie, for å beskytte en del av romfartøyet mot å kontinuerlig bli bakt av solen. Normalt ble dette gjort av CM-datamaskinen, og LM-datamaskinen hadde ikke programvaren til å utføre denne operasjonen. Lovell måtte manøvrere det uhåndterlige skipet for hånd nesten hver time for å utføre "slow motion grill spinn" som Chaikin kalte det. Uten CMs orienteringskontroll thrustere og å ha tyngdepunktet ekstremt utenfor sentrum med hensyn til landerens kontrollsystem, gjorde det situasjonen problematisk.

"Lovell så ut til å ha evnen til raskt å tilpasse seg vanskelige situasjoner," sa Woodfill, "og muligheten for å raskt komme med løsninger på problemer."

Men det er en del av sminken som å være en testpilot og det som skilte mennene som ble valgt til å være astronauter i Apollo-programmet.

"Så stor pilot som Jim Lovell var, tror jeg at noen av Apollo-sjefene kunne ha håndtert den situasjonen fra et pilotperspektiv," sa Chaikin til Space Magazine via telefon. "En fordel som Lovell brakte for situasjonen, var hans rolige, sammensatte personlighet - en virkelig eiendel under hele prøvelsen."

Som Chaikin siterte det originale Apollo 13-besetningsmedlemet Ken Mattingly i “En mann på månen,Hvis Apollo 13 måtte skje med en romfartøysjef, var det ikke noen som kunne ha håndtert det bedre enn Jim Lovell.

Her er en ytterligere, mer teknisk beskrivelse av gimbal lock:

Tidligere artikler i denne serien:

Del 4: Tidlig inntreden i Lander

Pin
Send
Share
Send