アポロ13号を救った13の事柄、パート6:地球のターミネーターによるナビゲーション

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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号の酸素タンクの破裂と爆発は宇宙船を無力にし、乗組員の生命を危険にさらし、月面着陸は選択肢になりませんでした。しかし、危険な飛行が進むにつれて、さらに多くの問題が発生しました。宇宙船を正しい軌道に保つことは、ミッションコントロールにとって、特に乗組員にとって大きな課題でした。通常、船のコンピューターはほとんどの航行を可能にしましたが、電源としてのサービスモジュールの喪失により、バックアップ航法とターゲット機能さえも利用できませんでした。ランダーの限られたバッテリー電力では、ガイダンスコンピューターをシャットダウンする必要がありました。宇宙飛行士はまた、船内の六分儀を使用して、古代の船員がナビゲートしたのと同じように、星を確認して位置を確認する必要がありました。 「星は37個あります。1つは太陽です」とアポロエンジニアのジェリーウッドフィル氏は言います。

しかし、戦車の爆発により、アポロ13号機はがれきで覆われていました。司令官のジム・ロヴェルと彼の乗組員は、太陽の下でちらりと光る粒子から星を識別することができませんでした。 「状況は、星を見ることができなければ、ナビゲートできなかった」とWoodfill氏は語った。

しかし、NASAには、洞察に満ちたNASA請負業者の従業員のおかげで、バックアップナビゲーション計画がありました。この新しいナビゲーション方法は、宇宙で以前に一度しか試されていませんでした。偶然にも、これを使用した宇宙飛行士は、1968年12月に月を周回した前回の飛行であるアポロ8号のジムロヴェルでした。

NASAの多くのナビゲーションシステムと手順の請負業者であるTRWの従業員は、ある日、珍しいバックアップナビゲーション計画を考えました。 「この仲間は私の友人で隣人です」とウッドフィル氏は語った。「彼の話を聞いて、アポロ宇宙飛行士が星を使ってナビゲートすることについて、ある日思いついたと言いました。星が見えない場合はどうなりますか?宇宙飛行士が星を見るのを隠す雲、霧、または煙がないので、今、それは非常にありそうにありませんでした。しかし、それにもかかわらず、その考えは止まりません。すぐにフォローアップのアイデアが思い浮かびました。地球のターミネーターを使用しないのはなぜですか?」

ターミネーターは、地球上の夜と昼を区別する線です。太陽が輝いている場所と暗い場所です。

ウッドフィルの友人はジオメトリを見つけ出し、アイデアを検証するためのコンピュータプログラムを作成しました。彼はその提案をナビゲーションボードに提出し、その技術がミッションコントロールセンターのコンピューターに入力されるように承認されました。

珍しい、そして偶然の出来事と呼ばれる状況を通じて、ロヴェルはアポロ8の間にバックアップ計画を試しました。

Lovellは、月を周回する最初の有人ミッションのナビゲーターを務めました。彼は地球に戻る準備として星を照準し、「DSKY」(ディスプレイとキーボード)を使用してアポロ宇宙船のプリミティブコンピュータに座標を入力しました。 ENTR(Enter)キーを押す代わりに、隣接するCLR(クリア)キーを誤って押して、ナビゲーション配置全体を消去しました。

ウッドフィル氏はまた、「ロベルは六分星の目撃を繰り返すかどうかをミッションコントロールに相談した」と語り、「これは地球のターミネーターを使ってナビゲートするバックアップの「パンツのシート」の手段をテストする機会になるだろうと気付いた。そしてそれはうまくいった!しかし、誰もがそれを忘れていました。

当初、アポロ13号の乗組員は、太陽を「マーカー」として使用して、宇宙船が正しい進路にあることを確認するのに役立ち、また、LMエンジンをコース修正のために転送し、コマンドモジュール。

しかし、アポロ13号が地球に戻ると、再突入(RETRO)とガイダンス、ナビゲーションおよびコントロール(GNC)の担当者は、軌道解析を見て、宇宙船があまりにも「浅い」状態になりつつあることに気づきました。つまり、アポロ13号はスキップしました。永遠に空間に出入りする雰囲気。何かが宇宙船をコースから「吹き飛ばしている」ように見えました。その後、着陸機からの冷却蒸気が原因であることが発見されました。以前のミッションで月からの帰路に着陸船がいなかったため、地球に再突入する前に、このような神秘的な「風」に遭遇したことはありませんでした。

別の火傷が必要でしたが、着陸船の誘導システム、ジャイロ、コンピュータなどに電力を供給しすぎると、電力を消費しすぎるため、誘導システムからの支援は得られませんでした。

LovellがApollo 8で実験したバックアップナビゲーションアプローチが助けとなりました。

「「推測航法」のアプローチが使用できれば、電気は必要ありません」とWoodfillは言いました。 「単に車両を正しく向け、エンジンを始動し、ミッションコントロールの所定の動作時間に基づいてエンジンを停止します。」 Lovellは地球のターミネーターラインに注目し、宇宙船の「ヨー」を制御しました。Haiseは「ピッチ」を制御し、Swigertは正確なオメガスピードマスターウォッチで計時しました。

アポロ13号の航法報告書はこのように説明しています:

「地球ターミネーターの尖点はCOASのY軸上に配置されました。地球の照らされた部分はレチクルの上部に置かれました。ピッチ姿勢は、AOTの上部に太陽を配置することによって達成されました(以下を参照)。この手順では、LM + Z軸を地球に向け、LM + X軸をローカルの水平方向に逆行させました。 AGSの体軸調整が実行された後、AGSが自動姿勢保持モードに移行しました。姿勢を燃やすための操縦が行われ、その後、別の体軸調整が行われました。」

ウッドフィル氏は、映画「アポロ13」のハリウッドでの手順の再現を楽しんだと語った。天に関する宇宙船の旋回は完全に誇張されていますが、トムハンクス、ビルパクストン、およびケビンベーコンがセットアップしてターミネーターを実行するシーンは、一般的に正確です。

言うまでもなく、この手順はハリウッドのドラマティックスで機能しましたが、さらに重要なことには、それはロヴェル、ハイズ、スウィガートの命を救うために機能しました。

明日、パート6:火

「アポロ13号を救った13のこと」シリーズの他の記事:

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

パート8:コマンドモジュールは切断されませんでした

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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