Modulo lunare Apollo: differenze tra le versioni

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{{NN|astronautica|aprile 2023|tanti volumi in bibliografia, ma pochissime note a pié pagina}}

{{Sposta|Modulo lunare Apollo|Vedi [[Discussioni progetto:Astronautica#Titoli delle voci sui moduli Apollo|discussione]]}}

{{Veicolo spaziale

{| border="2" cellpadding="4" cellspacing="0" width="310" align="right" width="310" style="margin: 0 0 1em 1em; background: #f9f9f9; border: 1px #aaa solid; border-collapse: collapse; font-size: 95%;"

|nome = Modulo lunare Apollo

!colspan="3" cellspacing="0" cellpadding="2" bgcolor="skyblue"|'''Modulo Lunare del [[programma Apollo]]<ref>{{cita web|url=http://history.nasa.gov/SP-4029/Apollo_00a_Cover.htm|titolo=Apollo by the numbers NASA|lingua=en|accesso=6 marzo 2011}}</ref>'''

|immagine = <!-- Da Wikidata -->

|-

|didascalia =

|colspan="3" align="center"|[[File:Apollo16LM.jpg|285px]]

|operatore = [[NASA]]

|-

|nazione = [[Stati Uniti d'America]]

!colspan="3" cellspacing="0" cellpadding="2" bgcolor="skyblue"|Dimensioni

|tipo = Veicolo di allunaggio

|-

|equipaggio = 2

|'''Equipaggio'''|| width="125" | 2

|status = Fuori servizio

|-

|primo lancio = 3 marzo 1969 ([[Apollo 9]])

|'''Altezza'''|| width="125"| 7 [[metro|m]]

|ultimo lancio = 7 dicembre 1972 ([[Apollo 17]])

|-

|costruiti =15

|'''Diametro'''|| 4,27 m

|lanciati = 10 (6 allunati)

|-

|derivato da =

|'''Interasse'''|| 9,45 m

|derivati =

|-

|}}

|'''Massa totale''' || 15.094&nbsp;kg / 16.437&nbsp;kg

|-

Il '''Modulomodulo Lunarelunare Apollo'''<ref>{{cita web|url=http://history.nasa.gov/SP-4029/Apollo_00a_Cover.htm|titolo=Apollo by the numbers NASA|lingua=en|accesso=6 marzo 2011}}</ref> o '''LEM''' (Lunar Excursion Module)<ref>La designazione del modulo lunare Apollo fu semplificata da ''Lunar Excursion Module'' (LEM) ad ''Apollo Lunar Module'' (LM), ma nel corso del Programma fu comunque pronunciato "Lem".<br />{{cita libro |lingua=en |titolo=Apollo: The Lost and Forgotten Missions |url=https://archive.org/details/apollolostforgot0000shay |nome=David J. |cognome=Shayler |editore=Springer Science & Business Media |anno=2002 |isbn=9781852335755 |p=[https://archive.org/details/apollolostforgot0000shay/page/3 3]}}</ref> o '''LM''' (Lunar Module)<ref>L'acronimo LM sostituisce il LEM nel [[1968]] poiché i dirigenti NASA ritenevano che il termine ''Excursion'' (Escursione) mal rappresentasse la portata del progetto lunare.</ref> è il ''[[lander]]'' della [[navicella spaziale Apollo]] utilizzato nell'ambito del [[programma spazialeApollo]] americanodella [[Programma Apollo|ApolloNASA]] per trasportare gli [[astronauta|astronauti]] sulla [[superficie della Luna]]. Il suo compito era quello di far atterrare sulla [[Luna]] due dei tre membri dell'equipaggio della navicella Apollo con attrezzature scientifiche, permettendo loro di restarvi per oltre 75 [[ora|ore]] prima di [[Decollo|decollare]] pere raggiungerericongiungersi con il [[Apollo Command/Service Module|modulo di comando e di servizio]] (CMSCSM) rimasto in orbita lunare ede incaricato di riportare l'equipaggio sulla [[Terra]].

|'''Volume abitabile'''|| 5,65&nbsp;m³

|-

!colspan="3" cellspacing="0" cellpadding="2" bgcolor="skyblue"|Stadio di discesa

|-

|'''Massa a vuoto'''|| 2.033&nbsp;kg / 2.792&nbsp;kg<ref name=a15>A partire da Apollo 15.</ref>

|-

|'''Spinta motore di discesa''' :|| 45.040 [[Newton (unità di misura)|N]] (4.477&nbsp;kg)

|-

|'''Propellente''' : || Perossido d'azoto/[[Aerozina 50]] 7.899&nbsp;kg / 8.355&nbsp;kg<ref name=a15/>

|-

!colspan="3" cellspacing="0" cellpadding="2" bgcolor="skyblue"|Stadio di risalita

|-

|'''Massa a vuoto'''|| 2.132&nbsp;kg

|-

|'''Massa totale<ref>Al decollo dalla Luna.</ref>'''|| 4.889&nbsp;kg / 4.967&nbsp;kg<ref name=a15/>

|-

|'''Spinta motore di risalita''' :|| 15.600 N (1.460&nbsp;kg)

|-

|'''Propellente''' :|| Perossido di azoto/[[Aerozina 50]] 2.376&nbsp;kg

|-

|'''Spinta motore di controllo di assetto''' x 16:|| 445 N (45&nbsp;kg)

|-

|'''Propellente''' :|| 274&nbsp;kg

|-

!colspan="3" cellspacing="0" cellpadding="2" bgcolor="skyblue"|Performance

|-

|''' Acqua'''|| 137 litri / 225&nbsp;l (39&nbsp;l nel modulo di salita)<ref name=a15/>

|-

|''' [[Corrente elettrica]]'''|| 2.289 [[Amperora|Ah]] / 2.667 A-h (592 Ah nello stadio di salita)<ref name=a15/>

|-

|''' Autonomia'''|| 35 h / 67 h<ref name=a15/>

|-

|''' [[Delta-v (astrodinamica)|Delta-v]]'''|| discesa 2470&nbsp;m/s<br />risalita 2220&nbsp;m/s

|-

!colspan="3" cellspacing="0" cellpadding="2" bgcolor="skyblue"|''' Diagramma Apollo LM '''

|-

|colspan="3" align="center"|[[File:Schema-Lem-IT.png|285px]]<br /><small>Diagramma Apollo LM (NASA)</small>

|-

|}

Quando nel [[1961]] il presidente [[John Fitzgerald Kennedy]] fissò come obiettivo dell'agenzia spaziale statunitense quello di inviare uomini sulla Luna prima della fine del decennio, il programma spaziale era ancora piuttosto indietro. Dopo avere studiato diverse configurazioni di veicoli spaziali, la [[NASA]] scelse, nel [[1962]], di ricorrere al LEM nonostante le perplessità che suscitava in quell'epoca. Solo questa soluzione, infatti, permetteva di rispettare la scadenza fissata, grazie alla riduzione della massa richiesta e limitando così costi e rischi tecnici.

Il '''Modulo Lunare Apollo''' o '''LEM''' (Lunar Excursion Module) o '''LM''' (Lunar Module)<ref>L'acronimo LM sostituisce il LEM nel [[1968]] poiché i dirigenti NASA ritenevano che il termine ''Excursion'' (Escursione) mal rappresentasse la portata del progetto lunare.</ref> è il ''[[lander]]'' della [[navicella spaziale Apollo]] utilizzato nell'ambito del programma spaziale americano [[Programma Apollo|Apollo]] per trasportare gli [[astronauta|astronauti]] sulla [[superficie della Luna]]. Il suo compito era quello di far atterrare sulla [[Luna]] due dei tre membri dell'equipaggio della navicella Apollo con attrezzature scientifiche, permettendo loro di restarvi per oltre 75 [[ora|ore]] prima di [[Decollo|decollare]] per raggiungere il [[Apollo Command/Service Module|modulo di comando e di servizio]] (CMS) rimasto in orbita lunare ed incaricato di riportare l'equipaggio sulla [[Terra]].

Quando nel [[1961]] il presidente [[John Kennedy]] fissò come obiettivo dell'agenzia spaziale americana quello di inviare uomini sulla Luna prima della fine del decennio, il programma spaziale americano era ancora piuttosto indietro. Dopo avere studiato diverse configurazioni di veicoli spaziali, la [[NASA]] scelse, nel [[1962]], di ricorrere al LEM nonostante le perplessità che suscitava in quell'epoca. Solo questa soluzione, infatti, permetteva di rispettare la scadenza fissata, grazie alla riduzione della massa richiesta e limitando così costi e rischi tecnici. Il LEM era composto da due stadi: lo stadio di discesa, il cui ruolo principale è di fare atterrare verticalmente il modulo lunare grazie ad un motore a spinta variabile, e uno stadio di ascesa nel quale è situata la cabina pressurizzata dove risiedono gli astronauti. Alla fine dell'esplorazione lo stadio di discesa veniva abbandonato sulla Luna mentre lo stadio di ascesa, grazie ad un ulteriore proprio motore, decolla dalla superficie lunare per ricongiungersi al CSM in orbita lunare. Nonostante la complessità della missione e i limiti di massa molto rigorosi (15 [[tonnellata|tonnellate]]), il LEM è riuscito per sei volte ad atterrare sulla Luna mantenendo in vita i due uomini in un ambiente particolarmente ostile.

Il progetto e la costruzione del LEM sono stati realizzati sotto la direzione della [[Northrop Grumman Corporation|società aerospaziale [[Grumman]] tra il 1962 e 1969. In tutto sono stati costruiti 15 moduli lunari; dei 10 che hanno volato nello [[spazio (astronomia)|spazio]], 6 hanno raggiunto il suolo lunare nel corso di un periodo compreso tra il [[1969]] e il [[1972]]. Ad oggi il LEM resta ancora l'unico veicolo ad aver portato esseri umani sul suolo lunare.

== La scelta dell'appuntamentoarrivo orbitalein orbita lunare ==

{{Vedi anche|Programma Apollo}}

[[File:John C. Houbolt - GPN-2000-001274.jpg|thumb|John Houbolt illustra lo scenario del LOR che è riuscito a promuovere non senza difficoltà]]

Nel [[1959]] l'agenzia spaziale americanastatunitense cominciò degli studi per stabilire quali tecniche fossero più efficaci per inviare degli [[esseri umani|uomini]] sulla [[Luna]]. Da questi studi emersero tre distinti scenari:

* Spedizione diretta di un [[veicolo spaziale]] sulla Luna (Ascesaascesa diretta): questa tecnica prevedeva l'utilizzo di un enorme [[razzo]] per portare in orbita un'unica navicella in grado di viaggiare fino alla Luna, atterrare e successivamente ridecollare. Per poter compiere tutte queste manovre l'altezza della navicella doveva essere pari a 20&nbsp;m. Per portare in orbita un simile veicolo si rendeva necessario un razzo (che venne chiamato [[Razzo Nova|Nova]]) la cui potenza era cinque volte superiore a quella del [[Saturn V]] poi realmente utilizzato.

* LIl ''rendezvous''appuntamento in orbita terrestre ([[Earth Orbit Rendezvous]] o EOR): questa opzione fu formulata per limitare rischi e costi di sviluppo dell'enorme razzo richiesto dal primo scenario. I componenti della nave dovevano essere inviati in [[Orbita geocentrica|orbita terrestre]] da 2 (o più) razzi meno potenti. I vari elementi venivano poi assemblati in orbita dagli astronauti con l'eventuale possibilità di usare una [[stazione spaziale]] come base [[logistica]]. Una volta completato l'assemblaggio in orbita terrestre il resto della missione si svolgeva in modo simile a quello del primo scenario.

* LIl ''rendezvous''appuntamento in [[Orbita selenocentrica|orbita lunare]] (Lunar Orbit Rendezvous o LOR): si rendeva necessario un solo razzo ma il velivolo inviato verso la Luna doveva essere composto da 2 moduli indipendenti che si separavano una volta raggiunta l'orbita lunare. Il modulo di escursione lunare (LEM), spinto da un razzo di grande potenza, del [[Razzo Nova|tipo Nova]], atterrava sulla Luna con una parte dell'equipaggio e in seguito se ne sarebbe staccata una parte per riportare gli astronauti al [[Modulomodulo di Comandocomando e Serviziodi servizio]], rimasto in orbita attorno alla Luna, a cui spettava farsi carico del ritorno degli astronauti a terraTerra. Questa soluzione permetteva di ridurre il peso rispetto agli altri due scenari (sarebbe stato necessario molto meno combustibile per l'atterraggio e il decollo) e permetteva di realizzare un [[veicolo spaziale]] ottimizzato esclusivamente per l'atterraggio ed il soggiorno sulla Luna. Inoltre il razzo necessario doveva essere meno potente di quello richiesto dal primo scenario.

[[File:Taille-de-l-alunisseur-selo-IT.png|thumb|left|Comparazione delle dimensioni dei veicoli lunari in relazione al metodo di discesa (la taglia della soluzione LOR è sottostimata)]]

Quando il 25 maggio [[1961]] l'allora presidente degli [[Stati Uniti d'America]] [[John Kennedy]] annunciò al [[Congresso degli Stati Uniti d'America|Congresso]]: "Credo che questa nazione debba impegnarsi per raggiungere l'obbiettivoobiettivo di far scendere un uomo sulla Luna e farlo tornare sano e salvo sulla Terra prima della fine di questo decennio"<ref>{{cita web|url=https://www.archive.org/details/jfks19610525|titolo=Discorso pronunciato dal presidente statunitense John Fitzgerald Kennedy il 25 maggio 1961|lingua=en}}</ref><ref>Gli esperti della NASA avevano indicato che l'atterraggio sulla Luna poteva essere realizzato già nel 1967, ma l'amministratore dell'agenzia, [[James E. Webb]], ha preferito aggiungere due anni per tenere conto di potenziali contrattempi (Fonte: NASA - Monografia Progetto Apollo: un'analisi retrospettiva).</ref>, la valutazione dei tre scenari per raggiungere la Luna era ancora ad un livello poco avanzato. La NASA non aveva ancora realizzato un solo vero volo spaziale (il primo volo orbitale americano sarà quello del [[Mercury-Atlas 4]] avvenuto il 13 settembre [[1961]]) e non era in grado di stabilire le difficoltà tecniche che poteva comportare un ''[[rendezvous]]'' tra due navi spaziali. L'agenzia, inoltre, non sapeva neanche se gli astronauti avrebbero potuto sopportare lunghi soggiorni nello spazio e i suoi [[Vettore (astronautica)|lanciatori]] avevano subito una serie di fallimenti. Tutto ciò imponeva una certa prudenza nelle scelte tecniche. La NASA era consapevole che la scelta dello scenario avrebbe condizionato le caratteristiche dei [[Veicolo spaziale|veicoli spaziali]] e dei lanciatori da sviluppare e che ogni ritardo nella decisione avrebbe pesato sulle possibilità di rispettare la scadenza. Nonostante ciò, i responsabili della NASA impiegarono più di un anno, tra studi e dibattiti, prima di decidere quale dei tre metodi adottare.

L'appuntamento in orbita lunare era inizialmente, nonostante le argomentazioni dettagliate avanzate dal suo difensore più ardente [[John Houbolt]] del [[Langley Research Center]], la soluzione che aveva minori sostenitori. Agli occhi di molti responsabili della NASA questo scenario appariva istintivamente troppo rischioso. Se l'appuntamento tra Modulomodulo Lunarelunare e Modulomodulo di Comandocomando fosse fallito, gli astronauti a bordo del LEM non avrebbero avuto nessuna possibilità di ritornare sulla Terra e sarebbero stati condannati a rimanere indefinitamente in orbita intorno alla Luna. I vantaggi di questo scenario, in particolare il guadagno sulla massa complessiva (45 tonnellate contro le 70 per un volo diretto), venivano ignorati senza che si sviluppassero studi approfonditi. Houbolt arrivò addirittura ad inviare due lettere a [[Robert Seaman]], numero due della NASA, pregandolo di fare in modo che il LOR fosse preso in considerazione e non fosse respinto solo sulla base di idee prive di valore scientifico.

Con il passare del tempo e con le difficoltà che si presentavano nella progettazione di un veicolo così pesante per atterrare sulla Luna, il LOR guadagnò di credibilità tanto che pure [[Wernher von Braun]] e il gruppo che dirigeva, forti sostenitori dell'appuntamento in orbita terrestre, si convinsero che il LOR fosse l'unica scelta possibile per rispettare la scadenza fissata dal presidente Kennedy.

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Il 7 novembre [[1962]] la [[Grumman|Grumman Aircraft Engineering Corporation]] si aggiudicò la gara di appalto. Questa importante azienda [[aeronautica]] statunitense<ref>Fino ad allora aveva già sviluppato, tra gli altri, i [[Aereo da caccia|caccia]] [[Aereo imbarcato|imbarcati]] ''[[Grumman F6F Hellcat|F6F Hellcat]]'' l'''[[Grumman F-14 Tomcat|F-14 Tomcat]]''.</ref> aveva già partecipato senza successo a molti bandi della NASA. Grumman volle inserirsi nel mercato aerospaziale tanto da mobilitare un notevole gruppo di [[ingegnere|ingegneri]] per lavorare al progetto del LEM prima ancora che la gara d'appalto avesse inizio. L'interlocutore della Grumman all'interno della NASA fu il centro per i voli con equipaggio dell'agenzia (Manned Spacecraft Center) che venne spostato al centro spaziale di [[Houston]] (oggi chiamato [[Lyndon B. Johnson Space Center]]).

Dopo una serie di negoziati, con l'obbiettivoobiettivo di definire la distribuzione dei compiti e delle procedure, la retribuzione della Grumman fu fissata a 385 milioni di [[dollaro|dollari]] includendo un profitto di 25 milioni per Grumann. Questo benché i contraenti avessero, all'epoca, soltanto una vaga idea della macchina da costruire. Il progetto partì così con il ritardo di un anno rispetto agli altri componenti del programma Apollo, in particolare del CSM. All'inizio del 1963, gli ingegneri della Grumman, basati a [[Bethpage]], [[Long Island]] ([[New York (stato)|Stato di New York]]), iniziarono a lavorare sull'architettura generale del modulo lunare. Nel corso dei primi confronti con la NASA, si delineò un veicolo spaziale di tre metri di [[diametro]] e di 4,5 metri di altezza, del peso di circa 11 [[tonnellata|tonnellate]], composto da una parte abitabile che per dimensioni e forma ricordava la cabina di un [[elicottero]]<ref name="Grumman p.212">{{cita|Grumman : Lunar Module News Reference|p. 212|GRU}}.</ref>.

=== Lo stadio di ascesa viene profondamente rivisto ===

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Gli ampi oblò che ricordavano, nella proposta di partenza, la disposizione convessa di una cabina d'[[elicottero]] vennero notevolmente rivisti. Questi oblò, studiati per garantire al pilota un'ottima visibilità<ref>Cosa giudicata essenziale nelle delicate manovre di atterraggio e aggancio.</ref>, per ragioni di rigidità strutturale e di controllo termico vennero ridotti a due piccoli triangoli di [[vetro]] inclinati verso il basso e di ampiezza pari a solo il 10% della superficie del progetto iniziale.

Inizialmente erano previste due possibilità di aggancio al CSM: un boccaporto messo al vertice del modulo di ascesa, utilizzabile prima dello sbarco sulla lunaLuna, e uno situato sulla parete frontale utilizzato al ritorno in occasione dell'appuntamento orbitale lunare, al fine di permettere al pilota di controllare a vista la fase di aggancio tramite l'oblò. Per risparmiare peso<ref>Per avere un punto di aggancio occorre realizzare un tunnel ede un rafforzamento strutturale.</ref>, venne aggiunto un piccolo oblò nella parte superiore dello stadio di ascesa per permettere di utilizzare il boccaporto superiore anche al ritorno.

I propellenti utilizzati dai motori del LEM avevano una [[Massa (fisica)|massa]] diversa. Per consentire una ripartizione simmetrica del peso si decise di distribuire ogni tipo di propellente in due serbatoi. Questa soluzione venne inizialmente presa in considerazione per entrambi gli stadi ma successivamente si decise di adottarla solo nello stadio di discesa. Nello stadio di ascesa, invece, ciascun tipo di propellente era conservato in un solo serbatoio e il problema della ripartizione del peso venne risolto posizionando i due serbatoi a distanze diverse rispetto all'asse di spinta del motore. Questa disposizione ha dato un aspetto chiaramente [[Simmetria|asimmetrico]] al [[disegno industriale|design]] dello stadio di ascesa.

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[[File:Agc view.jpg|thumb|Il computer AGC presente anche nel modulo di comando]]

Al lancio del progetto Apollo la NASA ritenne di primaria importanza che l'[[equipaggio]] potesse calcolare i complessi parametri di volo senza dipendere dai [[computer]] situati asulla terraTerra.

In [[orbita]] lunare occorreva infatti tenere conto del tempo di [[latenza]] che intercorre tra le comunicazioni Terra-Luna (circa 3 secondi tra andata e ritorno). Questi tempi, anche se brevi, non erano adatti alla necessità di reagire rapidamente, cosa che la fase di discesa verso il suolo lunare comportava. Inoltre bisogna tenere conto dei problemi di comunicazione che potevano verificarsi.

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Il primo [[sistema embedded]] moderno fu così l'Apollo Guidance Computer, sviluppato da [[Charles Stark Draper]] al MIT ''Instrumentation Laboratory''. Per ogni volo lunare ne veniva utilizzato uno nell'orbiter CSM (modulo di comando e servizio) ed un altro identico nel LEM, entrambi incaricati di gestire il sistema di guida inerziale.

Al momento della concezione, l'Apollo Guidance Computer era considerato uno dei più rischiosi sistemi facenti parte dell'intero programma Apollo. L'utilizzo deldei nuovi circuiti integrati monolitici, per ridurne le dimensioni e il peso, aumentava considerevolmente il rischio di malfunzionamento.

=== Parola d'ordine: affidabilità ===

[[File:Spider in Earth Orbit - GPN-2000-001106.jpg|thumb|left|Il LEM in [[Orbita geocentrica|orbita terrestre]] durante [[Apollo 9]]]]

Portare degli astronauti sulla Luna rappresentava un'impresa molto più rischiosa rispetto ai [[Volo spaziale|voli spaziali]] in orbita [[Terra|terrestre]], dove, anche in caso di gravi incidenti, il ritorno a terra è garantito da una breve spinta dei [[Retrorazzo|retrorazzi]]. Una volta che si era arrivati in orbita lunare, o peggio ancora sul suolo lunare, il ritorno degli astronauti sulla Terra richiedeva che tutti i principali sottosistemi del LEM risultassero pienamente operativi. I compiti per i quali il LEM era stato progettato lo rendevano un [[sistema complesso]], quindi maggiormente suscettibile adi malfunzionamenti. La NASA comprensibilmente fu fin dall'inizio molto sensibile ai problemi riguardanti l'[[affidabilità]] del LEM.

Come sul [[modulo di servizio]], i propellenti liquidi usati per alimentare i motori erano di tipo [[Propellente ipergolico|ipergolico]], ossia bruciavano spontaneamente nel momento in cui [[comburente]] e [[combustibile]] venivano messi a contatto, riducendo notevolmente le possibilità di difetti di accensione. Essi venivano tenuti in [[pressione]] ricorrendo all'[[elio]] che eliminava la necessità di ricorrere a delicate [[Turbopompa|turbopompe]]. All'epoca non si era in grado di ricorrere all'uso di [[Combustibile criogenico|combustibili criogenici]] ([[ossigeno]]/[[idrogeno]]) più efficienti, ma il cui stoccaggio ed uso sarebbe risultato più difficile.

Line 163 ⟶ 125:

* LM-1, LM-3 e LM-4, utilizzati nelle prove in volo

* LM-2 e LM-9, non volarono mai

* LM-5, LM-6, LM-8, LM-10, LM-11, LM-12, atterrati sulla Luna

* LM-7, non raggiunse la Luna per l'avaria in volo verificatasi nella missione [[Apollo 13]]

* LM-13, LM-14 e LM-15, rimarranno incompiuti a causa dell'interruzione del [[programma Apollo]]

Line 200 ⟶ 162:

* Un simulatore fisso che permise agli astronauti di controllare le procedure normali e di urgenza e di atterrare nel sito scelto per la missione: a questo scopo, il pilota disponeva d'una vista filmata da una macchina fotografica che sorvolava un modello in 3 dimensioni della località scelta.

* Un modello di modulo lunare sospeso ad un cavalletto sopra un terreno realizzato come la superficie della luna.

* Una macchina che volava completamente libera, denominata ''[[Lunar Landing Research Vehicle]]'' (LLRV), il cui comportamento in volo riproduceva quello del modulo lunare. Questo avveniva grazie alla spinta di un motore a [[turboventola]] montato verticalmente in un [[giunto cardanico]] e controllato da un elaboratore, con l'aiuto di comandi di volo elettrici che annullavano in modo apparente 5/6 della gravità terrestre. Delle cinque copie realizzate dell'LLRV, tre vennero distrutte nel corso di voli di addestramento. In nessuno dei tre incidenti vi furono vittime anche se in uno di questi rimase coinvolto [[Neil Armstrong]] che sfuggì alla morte per un soffio.

== Specifiche del modulo lunare ==

Line 221 ⟶ 183:

=== Lo stadio di discesa ===

Il corpo dello stadio di discesa aveva una massa compresa tra i 2.000 e i 2.700 Kg (a seconda delle versioni) a cui vanno aggiunti tra i 7.900 - 8.350 &nbsp;kg di propellente e comburente ripartito indicativamente in 5.000 &nbsp;kg di perossido[[tetrossido d'azotodi diazoto]] per il comburente ossidante e 3.000 &nbsp;kg di idrazina 50 come [[propellente ipergolico]]. Il modulo, che aveva una massa totale quindi compresa tra 10.000 - 11.000 &nbsp;kg aveva la base del telaio a forma ottagonale di 4,12 metri di [[diametro]] e di 1,65 metri di altezza. La struttura è costituita da 2 paia di pannelli paralleli riuniti a forma di croce che delimitano cinque compartimenti quadrati, e quattro compartimenti triangolari. Il corpo piano è avvolto in molti strati di pellicole di materiali per l'isolamento termico. Questa protezione è maggiore nei pressi dell'ugello di scarico del motore di discesa. La sottile pellicola color oro, comunemente ed erroneamente chiamata "stagnola" perché visivamente rassomigliante, che ricopre il corpo dello stadio di discesa e le 4 gambe è [[kapton]], uno dei tanti neo materialineomateriali creati per l'occasione dalla [[DuPont|Dupont]] per la [[NASA|Nasa]].

La funzione principale dello stadio di discesa è di portare il LEM dall'orbita lunare alla superficie lunare. A questo scopo dispone di un propulsore chiamato DPS (Discending Propulsor System) con spinta modulabile e orientabile. La sua spinta massima era di circa 45 KN. La modulazione della [[spinta]] permetteva di ottimizzare la discesa per un allunaggio delicato: teniamo presente che il modulo, nelle fasi di allunaggio si era fortemente ridotto di massa dovuto ai consumi del propellente. I serbatoi dell'Idrazina e del perossido[[tetrossido d'azotodi diazoto]] erano in 4 serbatoi messi nei compartimenti quadrati situati ai 4 angoli della struttura. Il motore si trova nel compartimento quadrato centrale.

Il secondo ruolo dello stadio di discesa è di trasportare tutte le attrezzature e i materiali di consumo che possono essere abbandonati sulla Luna alla fine del soggiorno, cosa che permette di limitare il peso dello stadio di ascesa. I 4 compartimenti triangolari delimitati dalla struttura ottagonale contengono:

Line 284 ⟶ 246:

Nonostante l'aggettivo "primario" nel suo nome, il PGNCS non è stato la principale fonte di informazioni sulla navigazione. I dati di monitoraggio della ''NASA's Deep Space Network'' sono stati elaborati dal computer Controllo Missione utilizzando algoritmi basati sui minimi quadrati. La posizione e la velocità ottenute stimate sono risultate più precise di quelle prodotte dal PGNCS. Come risultato, gli astronauti sono stati periodicamente aggiornati con i dati da inserire nel Sistema di Guida dell'Apollo (AGC) con dati ricavati a terra.

Il PGNCS è stato comunque essenziale per mantenere l'orientamento spaziale, per il controllo dei razzi durante le manovre, compresi l'atterraggio e il decollo lunare, e come prima fonte di dati di navigazione durante le interruzioni previste e impreviste nelle comunicazioni. Il PGNCS inoltre è fornito di un controllo a terraTerra dei dati. Il modulo lunare aveva un terzo mezzo di navigazione, denominato AGS, costruito da TRW e destinato ad essere utilizzato in caso di fallimento del PGNCS. L'AGS poteva essere utilizzato per il decollo dalla lunaLuna e per l'incontro con il modulo di comando, ma non per lo sbarco.

Il modulo lunare monta due sistemi che eseguono la navigazione (il calcolo della posizione e la traiettoria di definizione) e di governo (gestione del volo in conformità con il percorso scelto) del modulo lunare. Ogni sistema si basa su un computer: sono i computer di guida (LEM Guidance Computer, o LGC) e il sistema di emergenza (Abort Guidance System, o AGS). Quest'ultimo è applicato in caso di fallimento della LGC.

Il sistema LGC è un computer che esegue i calcoli in tempo reale. È [[multitasking]] (fino a 8 compiti in parallelo). La memoria usa parole di 16 bit: si compone di 64&nbsp;kB (32&nbsp;000 parole) di memoria ROM contenente tutti i programmi e 4&nbsp;kB (2&nbsp;000 parole) di RAM (cancellabile) utilizzata dal software. Entrambi i tipi di memoria sono costituiti da nuclei magnetici: i programmi in ROM venivano inseriti in fabbrica mediante un delicato lavoro di filatura dei conduttori nei nuclei bit per bit. Il processore si compone di circa 5&nbsp;000 circuiti logici realizzati totalmente con [[Porta_logicaPorta logica#NOR|porte logiche NOR]] a 3 ingressi su circuito integrato. Pesa circa 35&nbsp;kg.

Il sistema LGC riceve le sue principali informazioni del sistema inerziale (IMU) e dai due radar quando sono attivati. Utilizzando diversi programmi di navigazione dedicati per ogni fase della missione, è in grado di controllare direzione e spinta dei due motori principali e dei 16 motori di orientamento in modo che il LEM segua la rotta calcolata. Gli astronauti utilizzano un banco di comando (DSKY) per inserire altre istruzioni: inizio del programma di navigazione, inserimento (richieste) di informazioni, reinizializzazione della posizione, dati ricavati da osservazioni dei parametri di volo, ecc.

Line 298 ⟶ 260:

Il [[sistema inerziale]] deve essere regolarmente ricalibrato effettuando un rilevamento della posizione del LEM nello spazio. A tal fine, gli astronauti dispongono di un telescopio ottico di allineamento (''Alignment Optical Telescop'' o AOT). Questo strumento consente di identificare le posizioni delle [[stella|stelle]] ed è [[Interfaccia (informatica)|interfacciato]] con il computer di bordo. Il telescopio può essere utilizzato in due modi differenti. Quando il LEM naviga libero, l'astronauta fissa una stella di riferimento nel computer: con i motori fa ruotare la navicella in modo che la stella passi di fronte al telescopio ottico [N 13]). La stella deve tagliare l'ascissa e l'ordinata di un reticolo che appare nell'ottica del telescopio. A quel punto gli astronauti dicono al computer, tramite due pulsanti sul bordo del telescopio, quando le due righe sono tagliate successivamente. Rilevando la posizione di 2 stelle, il computer è in grado di ricalcolare la posizione del LEM e se necessario rifare nuovamente il riferimento inerziale.

Quando il LEM non può ruotare liberamente - caso in cui è posato sulla lunaLuna o quando si è unito al modulo di comando - l'astronauta ruota il reticolo in modo da intersecare due linee di un reticolo dedicato nel telescopio; osserva in pratica un angolo e inserisce questa informazione nel computer.

Il modulo lunare prevede inoltre due [[radar]]:

Line 311 ⟶ 273:

==== L'AGS: il sistema di navigazione di emergenza ====

L'AGS (''Abort Guidance System'') è un sistema di navigazione e di controllo destinato a sostituire il sistema principale (LGC) in caso di guasto di quest'ultimo durante le fasi di discesa sulla lunaLuna o di risalita. L'attivazione dell'AGS comporta l'interruzione della missione e l'abbandono del piano di discesa se il LEM è in fase di atterraggio. L'AGS è realizzato da una società diversa TRW (N 14). È composto da:

* Un computer (''Abort Electronics Assembly'', AEA) con una memoria RAM di 4&nbsp;kB e una memoria di 4&nbsp;kB dedicata ai programmi (con word di 18 bit). La memoria usa la stessa tecnologia dell'AGS;

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L'ECS è composto da 4 sottosistemi:

* ''Atmosphere Revitalization Section'' (ARS);: purifica l'ossigeno nella cabina e nelle tute spaziali, rimuovendo l'[[anidride carbonica]], gli odori, le impurità e l'eccesso di [[vapore acqueo]];

* ''Oxygen Supply and Cabin Pressure Control Section'' (OSCPCS);: si occupa di immagazzinare l'ossigeno gassoso e di mantenere la pressione nella cabina e nelle tute spaziali, fornendo l'ossigeno all'ARS per compensare il consumo metabolico dell'equipaggio e le perdite nelle cabine o nelle tute. Il serbatoio di ossigeno nello stadio di discesa fornisce l'ossigeno durante la discesa e il soggiorno sulla Luna; i due serbatoi nello stadio di ascesa sono utilizzati nella fase di risalita e di aggancio al CSM.;

* ''Water Management Section'' (WMS);: fornisce l'acqua da bere e per reidratare gli alimenti [[Liofilizzazione|liofilizzati]], quella per il raffreddamento, per il sistema antincendio e per il rifornimento dei serbatoi di acqua necessari al raffreddamento dei [[PLSS]]. Inoltre provvede al trasferimento dell'acqua dai separatori di acqua dell'ARS ai sublimatori dell'HTS.

Per ottenere la necessaria pressione di pompaggio nei serbatoi, questi sono pressurizzati prima del lancio. Il serbatoio situato nello stadio di discesa contiene la maggior parte delle forniture d'acqua necessaria alla missione, finito il soggiorno sulla Luna viene usata l'acqua contenuta in due serbatoi dello stadio di ascesa.

* ''Heat transport section'' (HTS);: si occupa del controllo termico che è allo stesso tempo attivo e passivo.

Il controllo termico attivo consiste in un [[Raffreddamento a liquido|circuito di raffreddamento]] nel quale circola una miscela di acqua e [[Glicol etilenico|glicole etilenico]] e attraversa le attrezzature generatrici di calore, situate all'interno ed all'esterno della cabina pressurizzata, per mantenerne la temperatura in un intervallo che permetta il loro funzionamento. Il calore è disperso in primo luogo grazie a radiatori, quello che rimane è eliminato tramite sublimazione di acqua in gas (si usa la [[sublimazione]] perché ci si trova nel vuoto). Un circuito di raffreddamento di emergenza permette di compensare una eventuale avaria al circuito principale.

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== Il ruolo del modulo lunare ==

[[File:Trajectoire-mission-Apollo-it.PNG|thumb|upright=1.8|Piano di volo della missione [[Apollo 15]]]]

Le missioni Apollo sono programmate perché il LEM atterri all'inizio del giorno lunare: gli astronauti beneficiano così di una luce radente per l'individuazione del punto di atterraggio (tra 10 e 15º sopra l'orizzonte, secondo le missioni) e di temperature relativamente moderate durante il soggiorno sulla Luna (il giorno lunare dura circa 28 giorni terrestri). Di conseguenza, per ogni luogo di atterraggio scelto, la finestra di lancio del razzo Saturn è ridotta a tre giorni per ogni mese. Il punto di atterraggio scelto si trova sempre sulla [[faccia visibile della Luna]] per permettere le comunicazioni radio con la [[Terra]] e non è mai troppo distante dall'[[equatore]] della Luna.

Ogni missione può essere suddivisa nelle seguenti fasi:

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|}

Nel settembre del 1970 il programma Apollo subisce dei drastici tagli di bilancio che traducono le nuove priorità del governo Nixon: Apollo 11 è riuscito a captare il prestigio di cui beneficia appena ora il programma spaziale russo e la [[guerra del Vietnam]] svuota ormai le risorse di bilancio degli Stati Uniti. La NASA è costretta ad annullare le ultime due missioni Apollo progettate. L'ultimo modulo lunare atterra l'11 dicembre 1972 sulla Luna nel quadro della missione Apollo 17, che comprendeva per la prima volta uno scienziato: il geologo [[Harrison Schmitt]]. Gli altri tre LEM in costruzione negli stabilimenti della società Grumman restano incompiuti.

Il costo finale del Modulo Lunare Apollo supererà tutte le previsioni e alla fine del 1970, quando il programma è concluso, ammonterà a 2,2 miliardi di [[Dollaro|dollari]] dell'epoca (14,3 miliardi di dollari del [[2008]]) cioè il 13% del costo dell'intero programma Apollo. A titolo di raffronto, questa somma è quasi equivalente a 3 volte il bilancio dell'[[Agenzia Spaziale Europea]] nel [[2006]]; questa cifra non comprende lo sviluppo del sistema di orientamento e navigazione condivisa con il modulo di comando (3,8 miliardi di dollari del 2008), i costi di integrazione e quelli necessari per i test.

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* Il LEM “taxi„, un LEM che dispone di consumabili per permettere soggiorni di 14 giorni sulla Luna a un equipaggio di tre astronauti. Può essere inviato sulla Luna poco dopo che un LEM “riparo„ vi è stato lanciato.

* Il LEM “riparo„, utilizzato in modo combinato con il LEM “taxi„, che ha il suo stadio di ascesa sostituito da consumabili e materiale scientifico. Atterra sulla Luna in controllo automatico.

* Il LEM “Lab„, costituito dallo stadio di ascesa del LEM a cui sono stati sostituiti il motore e i serbatoi con circa 10 tonnellate di attrezzature scientifiche per osservazioni ed esperienze in orbita terrestre. Il LEM “Lab„ diventò gradualmente l'ATM (Apollo Telescope Mount), una struttura non pressurizzata adibita al trasporto in orbita terrestre di un telescopio per l'osservazione del Sole. Previsto inizialmente per essere messo in orbita da solo, è poi sviluppato come un modulo allegato della stazione [[Skylab]].

=== L'evoluzione del LEM: Altair ===

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* {{cita libro|autore=Patrick Moore|anno=1971|titolo=Atlante della conquista della Luna|città=Milano|editore=Vallardi}}

* {{cita libro|autore=Andrew Smith|titolo=Polvere di Luna. La storia degli uomini che sfidarono lo spazio|editore=Cairo Publishing|anno=2006|isbn=978-88-6052-032-6}}

* {{cita libro|autore=Giancarlo Masini|titolo=La grande avventura dello spazio: la conquista della luna|città=Novara|editore=Istituto Geografico De Agostini|SBN=IT\ICCU\RLZ\0324702RLZ0324702|anno=1969}}

* {{cita libro|cid=MOL|autore=Thomas J. Kelly|anno=2001|titolo=Moon lander : how we developed the Apollo Lunar Module|editore=Smithsonian Books 2001|lingua=en|isbn=1-58834-273-5}}

=== Fonti NASA ===

* {{cita libro|lingua=en|cid=CF|autore=G. Brooks, James M. Grimwood, Loyd S. Swenson|titolo=Chariots for Apollo: A History of Manned Lunar Spacecraft|anno=1979|url=https://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-4205/contents.html|accesso=3 maggio 2019|dataarchivio=9 febbraio 2008|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20080209003722/http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-4205/contents.html|urlmorto=sì}}

* {{cita libro|lingua=en|cid=WDC|autore=W. David Compton|titolo=Where No Man Has Gone Before: A History of Apollo Lunar Exploration Missions|anno=1989|url=https://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-4214/contents.html|accesso=3 maggio 2019|dataarchivio=23 ottobre 2019|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20191023085209/https://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-4214/contents.html|urlmorto=sì}}

* {{cita libro|lingua=en|cid=LM1|autore=Società Grumman|titolo=Apollo Operations Handbook, Lunar Module, LM 10 and Subsequent, Volume I, Subsystems Data|anno=1970|url=https://www.hq.nasa.gov/alsj/LM10HandbookVol1.pdf}}

* {{cita libro|lingua=en|cid=LM2|autore=Società Grumman|titolo=Apollo Operations Handbook, Lunar Module, LM 11 and Subsequent, Volume II, Operational Procedures |anno=1971|url=https://www.hq.nasa.gov/alsj/LM11HandbookVol2.pdf |formato= pdf}}

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* {{cita libro|lingua=en|cid=VBE|autore=F. V. Bennett|titolo=Apollo lunar descent and ascent trajectories |anno=1970|url=https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19700024568_1970024568.pdf|formato= pdf}}

* {{cita libro|lingua=en|cid=GRU|autore=Società Grumman|titolo=NASA Apollo Lunar Module News Reference|anno=1968|url=http://www.cs.indiana.edu/sudoc/image_30000061709352/30000061709352/pdf/techdata.htm|accesso=10 marzo 2011|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20100106194632/http://www.cs.indiana.edu/sudoc/image_30000061709352/30000061709352/pdf/techdata.htm|dataarchivio=6 gennaio 2010|urlmorto=sì |formato= pdf}}

* {{cita libro|lingua=en|cid=CHR|autore=I.D. Ertel, M.L. Morse, J.K. Bays, C.G. Brooks |titolo=The Apollo Spacecraft: A Chronology|anno=1969-1978|url=https://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-4009/cover.htm|accesso=3 maggio 2019|dataarchivio=9 dicembre 2017|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20171209084600/https://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-4009/cover.htm|urlmorto=sì}}

* {{cita libro|lingua=en|cid=PRA11|autore=NASA|titolo=Apollo11 mission report (preparation)|anno=1979|url=https://www.hq.nasa.gov/alsj/a11/A11_MissionOpReport.pdf |formato= pdf}}

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* {{cita libro|lingua=en|cid=AFF|autore=NASA|titolo=Apollo Experience Report : Lunar module display and Control Subsystem|anno=1972|url=https://www.hq.nasa.gov/alsj/tnD6722LMDisplayControl.pdf}}

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* {{cita libro|lingua=en|cid=APCH|autore=Patrick Rozas and Allen R. Cunningham|titolo= Lunar Module Landing Radar and Rendezvous Radar|anno=1972|url=https://www.hq.nasa.gov/alsj/ApolloLMRadarTND6849.pdf}}

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* {{cita libro|lingua=en|cid=CHR|autore=I. D. Ertel, M.L.Morse, J.K.Bays, C.G. Brooks |titolo=The Apollo Spacecraft: A Chronology|anno=1969-1978|url=https://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-4009/cover.htm|accesso=3 maggio 2019|dataarchivio=9 dicembre 2017|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20171209084600/https://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-4009/cover.htm|urlmorto=sì}}

== Voci correlate ==

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* {{cita web|url=http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraftDisplay.do?id=1971-008C|titolo=NASA catalog: ''Apollo 14'' Lunar Module|lingua=en}}

* {{en}} [http://www.ehartwell.com/LM//index.htm Space/Craft Assembly & Test Remembered] – A site "dedicated to the men and women that designed, built and tested the Lunar Module at Grumman Aerospace Corporation, Bethpage, New York"

* {{cita web |url= https://web.archive.org/web/20101225134225/http://www.airspacemag.com/space-exploration/the_bug.html?c=y&page=1 |titolo= We Called It 'The Bug' |autore= D.C. Agle |sito= Air & Space Magazine. |data= 1º settembre 2001 |id= Excellent overview of LM descent |lingua= en |accesso= 23 luglio 2019 |dataarchivio= 25 dicembre 2010 |urlarchivio= https://web.archive.org/web/20101225134225/http://www.airspacemag.com/space-exploration/the_bug.html?c=y&page=1 |urlmorto= sì }}

* {{en}} [http://history.nasa.gov/alsj/a11/a11LM5structures.pdf ''Apollo 11'' LM Structures handout for LM-5] (PDF) – Training document given to astronauts which illustrates all'discrete LM structures

* {{en}} [https://web.archive.org/web/20060317172527/http://www.btinternet.com/~ursine/LMhandbook.pdf Apollo Operations Handbook, Lunar Module (LM 10 and Subsequent), Volume One. Subsystems Data] (PDF) Manufacturers Handbook covering the systems of the LM.

* {{en}} [https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19710071423_1971071423.pdf Apollo Operations Handbook, Lunar Module (LM 11 and Subsequent), Volume Two. Operational Procedures] Manufacturers Handbook covering the procedures used to fly the LMx.

* {{en}} [http://history.nasa.gov/ap15fj/lmactindex.htm ''Apollo 15'' LM Activation Checklist for LM-10] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130302224949/http://history.nasa.gov/ap15fj/lmactindex.htm |date=2 marzo 2013 }} – Checklist detailing how to prepare the LM for activation and flight during a mission

* {{en}} [https://web.archive.org/web/20110928100354/http://www.maniacworld.com/lem-video-2.htm Lunar Module Launch] Video

{{navigazione Apollo}}

{{Grumman}}

{{Controllo di autorità}}

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[[Categoria:Programma Apollo]]