Apollo 13を救った13のこと、パート8:コマンドモジュールは切断されませんでした

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注:アポロ13号ミッションの40周年を祝うために、スペースマガジンは13日間、NASAエンジニアのジェリーウッドフィルとミッションのさまざまな転換点について話し合う「13事がアポロ13号を救った」を特集します。

アポロ13号の乗組員が地球に近づいたときに障害のあるサービスモジュールを投棄したとき、酸素タンクの爆発による損傷の程度を確認しました。 「その宇宙船の片側全体が欠けています!」宇宙船から吹き飛ばされた13フィートのパネルの損傷を見たときの彼の声は彼の驚異を反映したものでした。しかし、状況はもっと悲惨だったかもしれません。コマンドモジュールのヒートシールドが損傷している可能性があります。さらに、NASAのエンジニア、ジェリーウッドフィルは、パネルが爆発する代わりに、爆発によってサービスモジュールからコマンドモジュールが切断される可能性があり、おそらくそうであったはずであると述べました。

サービスモジュールがヒートシールドを介してコマンドモジュールの再突入に備えて投棄された後にアポロ13号の乗組員が撮影した写真は、パネルが宇宙船の側面から欠落しているだけでなく、爆発する酸素–上の図の右側にあるハイゲインアンテナにも損傷があり、パネルが宇宙空間に飛び込んでアンテナに衝突したことを示しています。画像が表示できなかったもの、およびアポロ13号の乗員が見えなかったのは、コマンドモジュールのヒートシールドに損傷があった場合です。

「サービスモジュールの内部の構造設計では、モジュールの中央に長いオープントンネルのようなボリュームがあり、約30インチx 13フィートです」とWoodfill氏は述べています。 「トンネルは煙突のようなもので、ガス、液体、または粒子は、右側のメインエンジンベルと左側の熱シールドに向かって簡単に移動できます。トンネルは密閉されていないため、爆発したO2タンク2からの燃焼酸素の爆発力が、熱シールドとメインエンジンの両方の方向にトンネル内および周囲に逃げることができます。」

ウッドフィル氏によると、ミッションコントロールでは、爆発したタンクの破片がトンネルに入り、最終的には熱シールドとメインエンジンの両方に損傷を与えたとの懸念が表明されています。クルーは月着陸船の降下エンジンを使用できたため、メインエンジンは最大の問題ではありませんでした。 (以前の記事「LMを推進に使用する」を参照してください。)しかし、遮熱板は1つしかなく、カプセルと乗組員が地球の大気圏を通過する激しい再突入を生き残ることができるようにする必要がありました。

ありがたいことに、ヒートシールドは破損していませんでした。

しかし、ほとんど奇跡的に、爆発の内部圧力が外部パネルを宇宙空間に飛ばしている間、コマンドモジュールとサービスモジュールは爆発後も接続されたままであったと語った。

「サービスモジュールパネルの構造への取り付け強度には、サービスモジュールから切り離すために1平方インチあたり24ポンドというかなりの内圧が必要でした」とWoodfill氏は述べています。 「ヒートシールドを備えたコマンドモジュールをサービスモジュールから分離するには、1平方インチあたりわずか10ポンドの圧力が必要でした。パネルが破裂し、搭乗員カプセル/サービスモジュールのアタッチメントが無傷のままだった理由を推測することしかできません。」

スペースには空気圧がないので、ウッドフィルは説明しました、車両をまとめる力はそれらの機械的なアタッチメントの強さでした。

「2つの圧力が働いていた」と彼は言った。 「それぞれがそれぞれの取り付け力を克服しようとしました。サービスモジュールをコマンドカプセルに取り付けた力と、サービスモジュールパネルをサービスモジュールに取り付けた力です。酸素の爆発的な圧力がパネルにすぐに大きな力で加えられたので、この圧倒的な力は、車両から離れてパネルを爆破し、24ポンド/平方インチの取り付け強度を超えると予想されます。ただし、サービスモジュールのフレームワークへの残留爆発性酸素の排出は、2台の車両間の取り付け強度を克服して、それらを分離することが期待できます。」

しかし、それはしませんでした。どうして?

「どうやら、「タンカージ」やその他の構造物の存在が、突然の圧力スパイクが車両間のインターフェースに到達する前に緩和して消散するように機能した」とウッドフィル氏は語った。 「しかし、爆発したO2タンク2からの破片が隣接するタンクのいずれかに穴をあけた場合、それらのいずれかの二次爆発が爆発と圧力の増加の両方を伝播した可能性があります。その場合、確かに、車両は熱シールドに致命的な分離または致命的な損傷を経験したでしょう。

榴散弾が酸素タンク間の配管を破壊し、タンク1から酸素が漏れ出したため、酸素がないと燃料電池は機能しなかったため、コマンドモジュールの電力が完全に失われました。

サービスモジュールをコマンドモジュールに接続することは重要ではなかったと言う人もいます–とにかく重荷でした。ただし、Apollo 13障害レポートによると、サービスモジュールが接続されていないと、他の問題が発生する可能性があります。ヒートシールドを長期間低温にさらすと、ヒートシールドが損傷する可能性があり、サービスモジュールの放出が早すぎると、内部のコマンドモジュールの熱問題が発生する可能性があります。

さらに、コマンドモジュールが接続されていないと、飛行制御の問題が予想されました。
サービスモジュールの即時の喪失は、乗組員とミッションコントロールが問題を理解するために取り組んでいる間、燃料電池からの残留電力の即時の喪失を意味したでしょう。これは、着陸船のバッテリーからの「トリクル充電」が後で再突入するのに十分であるかどうか疑問に思うほど、これらの非常用バッテリーではるかに大きな電力消費を必要としたでしょう。

もちろん、乗組員が再び入る前にサービスモジュールが投棄されたため(そして、SM自体が後で地球の大気中で焼失したため)、宇宙船のその部分に対して「法医学分析」や工学的な「検死」を行うことはできませんでした。

「私にとって、1つ目はヒートシールドが爆発によって損傷しなかったこと、2つ目はより高い圧力に耐えられる接続部が吹き飛ばされ、弱い接続部がつながっていることは驚くべきことです」とWoodfill氏は述べています。

しかし、それらはアポロ13号を救った多くのものの一つでした。

次:パート9:損傷した戦車

「アポロ13号を救った13のこと」シリーズの以前の記事:

前書き

パート3:チャーリーデュークのはしか

パート4:推進力のためのLMの使用

パート5:Saturn V Centerエンジンの原因不明のシャットダウン

パート7:アポロ1号火災

また:

アポロ13号に関する読者の質問への回答(ジェリー・ウッドフィルによる回答)(パート2)

アポロの最終ラウンド13ジェリー・ウッドフィルが答える質問(パート3)

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