Nave espacial Géminis
| Nave espacial Géminis | ||
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| descripción | ||
| Utilizar: | Órbita terrestre | |
| Tripulación: | 2: comandante y piloto | |
| Dimensiones | ||
| Altura (cápsula de aterrizaje con adaptador de acoplamiento): | 3,4 m | |
| Altura (unidad de dispositivo): | 2,3 m | |
| Altura (total): | 5,8 metros | |
| Diámetro: | 3,0 m | |
| Dimensiones: | 3800 kilogramos | |
| Nave espacial Géminis | ||
La nave espacial Gemini fue utilizada por la agencia espacial estadounidense NASA para el programa Gemini . Entre 1964 y 1966 hubo dos vuelos no tripulados y diez tripulados, lo que permitió adquirir una experiencia significativa para el programa Apollo y el aterrizaje lunar .
condiciones
Se suponía que el programa Gemini llenaría el vacío entre el programa Mercury y el programa Apolo ya planeado.
La nave espacial debería permitir el desarrollo y la prueba de varios métodos y procedimientos que eran absolutamente necesarios para un alunizaje tripulado:
- Motores que no solo permiten cambios de posición, sino también cambios de órbita
- Instalaciones para maniobras de encuentro y atraque
- Instalaciones para caminatas espaciales
- Ejecución de vuelos de larga duración de hasta dos semanas
- Control durante el reingreso
Además, la nave espacial Gemini debería ser transportada al espacio mediante los cohetes disponibles en ese momento y utilizar las etapas superiores de los cohetes existentes como objetivo de acoplamiento.
Comparado con Mercury, esto requería un diseño diferente. Las diferencias más importantes fueron el diseño modular, en el que muchos elementos eran accesibles desde el exterior de la cabina, y el uso de asientos eyectables en caso de un despegue abortado.
Nombrar
El nombre latino Géminis significa gemelo y se refiere principalmente a los gemelos Castor y Pollux de la mitología romana, así como a la constelación de gemelos que llevan su nombre . Este nombre fue elegido para la nave espacial porque podía albergar a dos astronautas. El programa fue nombrado oficialmente el 3 de enero de 1962, después de una solicitud de propuestas en diciembre de 1961. El nombre Géminis fue sugerido por dos personas.
desarrollo
Al igual que la nave espacial Mercury anterior , la nave espacial Gemini fue desarrollada y fabricada por la compañía McDonnell en St. Louis . El diseño provino del canadiense Jim Chamberlin , quien anteriormente había sido responsable de la aerodinámica del interceptor CF-105 Arrow . El desarrollo se llevó a cabo en estrecha cooperación con los astronautas de la NASA, que estuvieron representados por Virgil Grissom .
Los primeros diseños de la nave espacial Gemini se basaron en una expansión de la nave espacial Mercury, llamada Mercury Mark II. Sin embargo, las modificaciones necesarias habrían significado que los lanzadores existentes no podrían haber lanzado la nave espacial. Por esta razón, la nave espacial fue diseñada desde cero.
Otro diseño de los primeros días perseguía la idea de que la nave espacial no debería hundirse en el agua, sino en tierra firme, lo que habría hecho innecesario el rescate por parte de la Marina de los EE. UU. Para ello, se deben instalar parapentes y un tren de aterrizaje. Este borrador no se impuso. Hoy se puede ver un prototipo en el Museo Real de Edimburgo, Escocia .
Estructura y equipamiento
construcción
La nave espacial constaba de tres partes: adaptador de acoplamiento, cápsula de aterrizaje y unidad de dispositivo. La estructura de la nave espacial consistía principalmente en titanio y magnesio como un compromiso entre resistencia y peso.
Una de las mayores diferencias con la nave espacial Mercury era una unidad de propulsión y equipo separada que contenía varios sistemas. Antes del inicio, estos dispositivos eran accesibles desde el exterior. Esta parte de la nave espacial fue volada antes de la reentrada y se quemó en la atmósfera terrestre.
El escudo térmico ablativo estaba en el extremo ancho del módulo de reentrada.
Cápsula de aterrizaje
cabina
La cabina contenía dos sofás de contorno, así como instrumentos, sistemas de soporte vital y suministros eléctricos. No había mucho espacio en la cabina, los astronautas casi golpean la escotilla con sus cascos. La tripulación apenas podía estirarse. Entrar y salir de una misión fuera de borda fue extremadamente arduo. Debido al estrecho espacio, los astronautas llamaron en broma a la nave espacial "Gusmobile" en honor a Gus Grissom , el más pequeño de su grupo.
Las dos escotillas se podían abrir y cerrar mientras estaban en el espacio para que las actividades fuera de la nave espacial fueran posibles. Las escotillas se cerraron mecánicamente y se abrieron hacia afuera. Una ventana de visualización de triple acristalamiento en la escotilla hizo posibles las observaciones. En caso de emergencia, las escotillas se abrieron automáticamente cuando se activó el asiento eyectable.
Asiento eyectable
En caso de una salida en falso o un problema durante la cascada, los astronautas podrían haber utilizado el asiento eyectable , que fue fabricado por Weber Aircraft .
Cada uno de los dos astronautas podía activar el asiento eyectable en caso de emergencia, pero ambos asientos siempre estaban desplegados. El mecanismo habría abierto las escotillas primero y luego habría catapultado los asientos fuera de la nave espacial. Un cohete integrado en el asiento habría sacado a los astronautas de la zona de peligro, debiendo aguantar aceleraciones de hasta 24 g hasta que se hubiera abierto el paracaídas de 8,5 m de diámetro.
Cuando se abortó Gemini 6 , Walter Schirra estaba a punto de activar los asientos eyectables porque los motores se habían apagado nuevamente poco después del encendido y existía el riesgo de que el cohete, si ya había despegado, cayera de nuevo sobre la plataforma de lanzamiento. Decidió no hacerlo porque sospechaba (correctamente) que el cohete, contrariamente al anuncio, aún no había despegado.
Paracaídas
Antes del aterrizaje, la nave espacial Gemini fue ralentizada por varios paracaídas que se usaron uno tras otro.
El primer paracaídas (High Altitude Drogue Parachute) tenía un diámetro de 2,5 my estaba ubicado en la punta del adaptador de acoplamiento. Se activó a una altitud de 15.000 m.
A una altitud de 3200 m, los astronautas desplegaron el siguiente paracaídas, el llamado paracaídas piloto con un diámetro de 5,6 m. Poco después de que se hubiera desplegado, el adaptador de acoplamiento se despegó a una altura de 3000 m, como resultado de lo cual el paraguas principal fue sacado de su posición y desplegado. La pantalla principal tenía 25,7 metros de diámetro y estaba formada por tiras de nailon en blanco y naranja.
En el caso de un mal funcionamiento del paracaídas de caída de gran altitud, los astronautas podrían haber desconectado manualmente el adaptador de acoplamiento y disparado el paracaídas principal. En caso de una falla total, aún habría sido posible catapultarse fuera de la nave espacial usando el asiento eyectable. Si esto hubiera sucedido a una altitud superior a los 2300 m, se habría utilizado una pantalla de globo , que habría estabilizado y retrasado al astronauta hasta que el paracaídas se abrió a una altitud de 1700 m. El paraguas de globo tenía un diámetro de aproximadamente 120 cm y una longitud de 140 cm. Se puede utilizar hasta una altitud de 22.500 m.
Instalaciones técnicas
fuente de alimentación
En los primeros ejemplos, la energía fue suministrada exclusivamente por baterías, luego por celdas de combustible de electrolitos poliméricos . El sistema eléctrico de la nave espacial funcionaba con 25 voltios CC. Los dispositivos que requerían voltaje de CA usaban sus propios inversores .
Sistemas de soporte vital
Los sistemas de soporte vital suministraron a los astronautas oxígeno y agua y aseguraron una temperatura agradable en la cabina y el traje espacial. También se eliminaron el dióxido de carbono, la humedad y la orina.
Dado que los dispositivos de la nave espacial desarrollaron mucho más calor que los de la nave espacial Mercury, y que durante un período de tiempo mucho más largo, el control de la temperatura fue particularmente importante. La temperatura en la cabina era típicamente de alrededor de 18 ° C y se elevó a alrededor de 49 ° C durante el reingreso. Se asumió que 93 ° C era el máximo predecible.
La atmósfera de la cabina durante el vuelo consistió en oxígeno puro a una presión de aproximadamente 0,34 bar. El suministro de oxígeno necesario para ello tuvo lugar desde dos horas antes del inicio hasta la separación de la unidad del dispositivo poco antes del reingreso por el sistema primario. El oxígeno se mantuvo en un tanque esférico en la unidad de equipo. El sistema de respaldo constaba de dos tanques en el módulo de reentrada y garantizaba un consumo normal durante unas tres horas. Se activó según lo planeado después de que se desconectó el sistema primario o cuando la presión en él cayó por debajo de 5,2 bar. Un tercer sistema de oxígeno se habría activado si los astronautas tuvieran que catapultarse fuera de la cabina con el asiento eyectable. El dióxido de carbono exhalado por los astronautas se eliminó de la atmósfera de la cabina utilizando filtros de hidróxido de litio .
Había agua disponible en varios tanques en la unidad del dispositivo y la unidad de retorno. Aproximadamente 18 l podrían usarse para enfriar y también como agua potable a través de un tubo para beber. A partir de Gemini 5 , el suministro de energía se realizó mediante pilas de combustible que no solo proporcionaban energía eléctrica sino también agua.
computadora
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Con la computadora digital Gemini (también computadora de orientación Gemini ), la nave espacial Gemini fue la primera en tener una computadora a bordo que podía calcular las maniobras de vuelo. Consistía en cinco placas de circuito que estaban equipadas con componentes discretos y pesaban 26,6 kg. La computadora tenía una memoria de 160 kbit (4096 palabras de 39 bits cada una). Las sumas, restas y transferencias se pueden hacer en 140 microsegundos, las multiplicaciones en 420 microsegundos y las divisiones en 840 microsegundos.
comunicación
La nave espacial Gemini estaba equipada con radios de onda corta y VHF , tanto para tráfico de voz dúplex como para transmisión de datos en ambas direcciones. Los datos se transmitieron tanto en frecuencia modulada en tiempo real como retardados (almacenados temporalmente en una unidad de cinta) en modulación PCM.
Existía una conexión radiotelefónica con la tripulación del centro de lanzamiento antes del despegue y fue posible con los equipos de rescate hasta después de la zanja.
El tráfico de radio solo se interrumpió dos veces según lo previsto. La primera interrupción se produjo durante el reingreso , duró entre 6 y un máximo de 8 minutos y fue causada por plasma . La segunda interrupción de unos 30 segundos se produjo cuando se abrió el paracaídas principal, después de que la antena en el adaptador de acoplamiento acababa de desconectarse y la siguiente antena aún no se había instalado.
La nave espacial tenía dos transmisores de radar. Un transpondedor de banda C y un transpondedor de banda S funcionaban como radar secundario , por lo que la señal de banda C podía emitirse a través de varios diagramas de antena. Se utilizó un transmisor de radio para la grabación preliminar.
Motores
La nave espacial Gemini tenía tres sistemas de motor diferentes.
Propulsores de control de actitud
El sistema de maniobra y actitud de la órbita (OAMS) se utilizó para el control de actitud y para maniobrar la nave espacial. Estuvo activo durante la mayor parte del vuelo, desde la separación de la etapa final del cohete en el lanzamiento hasta la separación del equipo justo antes del reingreso.
El OAMS constaba de 16 motores montados permanentemente con empuje constante:
- Ocho motores tenían cada uno un empuje de 110 N. Se encendieron en parejas para girar la nave espacial alrededor de uno de los tres ejes espaciales.
- Seis motores tenían cada uno un empuje de 440 N. Fueron utilizados para movimientos a lo largo de los tres ejes espaciales.
- Dos motores con un empuje de 380 N cada uno se montaron en la punta de la nave espacial y se proporcionaron empuje hacia la parte trasera.
Se usó monometilhidrazina como combustible y tetróxido nitroso como oxidante . Los tanques se presurizaron con helio para suministrar combustible. La cantidad de combustible variaba de una misión a otra.
Ocurrió un error en el OAMS durante el vuelo de Gemini 8 cuando una boquilla se atascó y la nave espacial cayó incontrolablemente. Los astronautas Neil Armstrong y David Scott lograron apagar el OAMS y usar el RCS para volver a controlar la nave espacial. Sin embargo, de acuerdo con las reglas de la misión, la misión tuvo que cancelarse.
Misiles de frenado
El sistema de cohetes de freno (Sistema de cohetes retrógrados, RRS) consistía en cuatro cohetes sólidos, cada uno con un empuje de 11 kN, que estaban montados en la unidad del dispositivo. Para salir de la órbita, los cohetes se dispararon uno tras otro a intervalos de 5,5 segundos. Luego se desprendieron los misiles.
Sistemas de control de reentrada (RCS)
El sistema de control de reentrada (RCS) se instaló en el módulo de reentrada frente a la cabina. Consistía en dos sistemas idénticos que eran independientes entre sí por razones de redundancia. Incluso si uno de los sistemas fallaba, el otro podría haber asegurado un aterrizaje seguro en el punto de aterrizaje previsto.
Cada uno de los dos sistemas de propulsión constaba de ocho unidades de propulsión líquida instaladas permanentemente de 110 N. Al igual que con el OAMS, se utilizaba monometilhidrazina y tetróxido nitroso de tanques cilíndricos de titanio, pero se utilizaba nitrógeno para regular la presión.
Uso posterior
Además del desarrollo de la nave espacial Gemini realmente utilizada, la NASA encargó más estudios para investigar los posibles usos ampliados. Técnicamente incluso habría sido posible hacer un vuelo a la luna con la nave espacial Gemini, pero con un lanzador diferente. Los planes para orbitar la luna no se llevaron a cabo porque la NASA tenía el proyecto Apolo con un aterrizaje tripulado como objetivo declarado para fines de la década.
Desde 1963, la Fuerza Aérea de EE. UU. Tenía planes de utilizar la nave espacial Gemini para la estación espacial militar Manned Orbiting Laboratory (MOL). Un vuelo de prueba no tripulado tuvo lugar el 3 de noviembre de 1966, y la nave espacial Gemini 2 se reutilizó. El programa se suspendió en 1969.
Uso y paradero
Se realizaron un total de 12 copias en condiciones de aeronavegabilidad. Los dos primeros, Gemini 1 y Gemini 2 , se utilizaron para un vuelo de prueba no tripulado orbital y suborbital. El vuelo inaugural tripulado tuvo lugar el 23 de marzo de 1965 con Gemini 3 , la última misión se llevó a cabo en noviembre de 1966 con Gemini 12 .
Géminis 1 se quemó en la atmósfera terrestre. Las cápsulas de retorno de las otras naves espaciales se entregaron a museos en los Estados Unidos después del aterrizaje:
El tiempo de vuelo no se incrementó continuamente porque los vuelos tenían diferentes destinos. Géminis 3 y 4 eran puramente vuelos de prueba, Géminis 5 y 7 vuelos de larga duración. La corta misión Gemini 6 solo tenía como objetivo el encuentro con Gemini 7. Las misiones Gemini 8 a 12 tenían como objetivo atracar y salidas espaciales, y la misión Gemini 8 tuvo que cancelarse.
literatura
- Barton C. Hacker y James M. Grimwood: Sobre los hombros de los titanes: Una historia del Proyecto Géminis. Serie de historia de la NASA, Washington DC 1977 (en línea ).
- James M. Grimwood, Barton C. Hacker, Peter J. Antesala: Proyecto Gemini: Tecnología y operaciones. Una cronología. Serie de historia de la NASA, Washington DC 1969 (en línea ).
enlaces web
- Géminis en la Enciclopedia Astronautica (inglés)
- NASA: Dibujos y diagramas técnicos del Proyecto Gemini (inglés)
- Descripción técnica de Géminis en la Enciclopedia Astronautica (inglés)
Evidencia individual
- ↑ Helen T. Wells, Susan H. Whiteley, Carrie E. Karegeannes: Géminis. En: Orígenes de los nombres de la NASA. NASA History Office, 1976, p. 104 , consultado el 25 de junio de 2011 .
- ↑ Gemini in the Encyclopedia Astronautica, consultado el 24 de junio de 2011 (inglés). Planes para varias extensiones de la nave espacial Gemini.
- ↑ Lunar Gemini en la Encyclopedia Astronautica, consultado el 10 de junio de 2011 (inglés).
- ↑ El movimiento del museo reúne a la histórica nave espacial Gemini 6 con su piloto . Collectspace, 31 de julio de 2018.