Apollo Command Module ไม่เคยสัมผัสดวงจันทร์ แต่มันทำให้การลงจอดเป็นไปได้

โมดูลคำสั่งของ Apollo 11 ระหว่างการเดินทางไปยังดวงจันทร์

โมดูลคำสั่งของ Apollo 11 ระหว่างการเดินทางไปยังดวงจันทร์ (เครดิตภาพ: นาซ่า)





เมื่อเกิดระเบิดขึ้น อะพอลโล 13 โมดูลบริการของเมื่อวันที่ 13 เมษายน พ.ศ. 2513 บทบาทสำคัญของยานพาหนะและยานอวกาศโมดูลคำสั่งที่แนบมา กลายเป็นที่ชัดเจนในทันใด

นักบินอวกาศ เสียถังอ็อกซิเจนไปหนึ่งถังทันที และอีกคนหนึ่งได้รับความเสียหายอย่างหนัก เครื่องยนต์สำคัญที่ควรจะนำนักบินอวกาศกลับบ้านถูกใช้งานไม่ได้ ลูกเรือทั้งสามคนได้กลับบ้านแล้ว แต่แทบจะไม่ได้ และมีเพียงการใช้โมดูลดวงจันทร์ที่แนบมาเป็นเรือชูชีพเท่านั้น

แน่นอน โมดูลดวงจันทร์มีออกซิเจน น้ำ และพลังงาน แต่มันไม่เพียงพอที่จะเลี้ยงคนสามคนได้อย่างง่ายดายเป็นเวลาสี่วันที่ต้องกลับบ้าน และแน่นอนว่าโมดูลดวงจันทร์มีเครื่องยนต์ที่สามารถพานักบินอวกาศขึ้นสู่วงโคจรโลกจากย่านดวงจันทร์ได้ แต่นี่ยังห่างไกลจากสิ่งที่ผู้ลงจอดถูกออกแบบมาให้ทำ และการทำเช่นนั้นเป็นธุรกิจที่ยุ่งยาก



ที่เกี่ยวข้อง: Apollo 11 at 50: คู่มือฉบับสมบูรณ์สำหรับการลงจอดบนดวงจันทร์อันเก่าแก่

ดังนั้น ในขณะที่การลงจอดบนดวงจันทร์ของโปรแกรม Apollo ซึ่งเริ่มขึ้นเมื่อ 50 ปีที่แล้วในวันที่ 20 กรกฎาคมนี้ จะปรากฏให้เห็นในอีกไม่กี่สัปดาห์ข้างหน้า โมดูลคำสั่งก็สมควรที่จะได้รับความสนใจ มันคือยานอวกาศที่นักบินอวกาศนั่งอยู่ในขณะกำลังพุ่งขึ้นสู่อวกาศ และในกรณีส่วนใหญ่ ระหว่างการเดินทางกลับบ้านอีกครั้ง ท้ายที่สุด มีเพียงโมดูลคำสั่งเท่านั้นที่มีแผงป้องกันความร้อน

นักประวัติศาสตร์บางคน เช่น ไมค์ นอยเฟลด์ ภัณฑารักษ์อาวุโสของพิพิธภัณฑ์การบินและอวกาศแห่งชาติสมิธโซเนียน แย้งว่าโมดูลคำสั่งไม่สามารถอธิบายได้ว่าเป็นโมดูลของตัวเอง ยานอวกาศ เนื่องจากเป็นโมดูลบริการที่แนบมาซึ่งมีอุปกรณ์ทั้งหมดที่อนุญาตให้โมดูลคำสั่งทำงานได้ (นอยเฟลด์จึงชอบคำว่า command and service module เขาบอก guesswhozoo.com ซึ่งเป็นการใช้งานที่ NASA ใช้บ่อยๆ)



แต่ไม่ว่าจะอยู่แยกหรือทำงานกับพันธมิตร สิ่งหนึ่งที่แน่นอนคือ: โมดูลคำสั่งได้รับแรงบันดาลใจจากยานอวกาศของ NASA ทุกลำที่มาก่อน ความแตกต่างใหญ่? โมดูลคำสั่งของ Apollo นั้นใหญ่กว่าและสามารถทนต่อความร้อนได้มากขึ้นเมื่อนักบินอวกาศเข้ามาในชั้นบรรยากาศของโลกด้วยความเร็วสูงขึ้น

การพัฒนา

อพอลโลเป็นโครงการสุดท้ายของยานอวกาศสามโครงการที่ค่อยๆ นำ NASA ไปปฏิบัติภารกิจทางจันทรคติ ปรอท เป็นยานอวกาศสำหรับคนเดียวที่เรียบง่ายซึ่งส่วนใหญ่วิ่งบนระบบอัตโนมัติ แม้ว่านักบินอวกาศจะเข้าควบคุมในช่วงเวลาที่สำคัญ เช่น ระหว่างการลงจอด

ราศีเมถุน ซึ่งพัฒนาขึ้นหลังจากวิศวกรเริ่มทำงานกับอพอลโล ก้าวที่ใหญ่กว่าดาวพุธ โดยบรรทุกนักบินอวกาศสองคน ยานอวกาศในชุด Gemini ได้ทดสอบเหตุการณ์สำคัญเกี่ยวกับภารกิจบนดวงจันทร์ เช่น การเทียบท่าและการอำนวยความสะดวกในการเดินอวกาศขณะที่ยังอยู่ในวงโคจรของโลก



แต่มันจะเป็นโมดูลคำสั่งของ Apollo ที่จะบินไปยังดวงจันทร์ ได้รับการพัฒนาโดย North American Aviation (บริษัทดังกล่าวภายหลังเป็นที่รู้จักในชื่อ North American Rockwell และปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของ Boeing)

โมดูลคำสั่งมีจมูกทรงกระบอกที่กว้างกว่าและแบนกว่าเมื่อเทียบกับยานอวกาศเมอร์คิวรีหรือราศีเมถุน Neufeld กล่าว การออกแบบของ Apollo ถูกหุ้มด้วยแผ่นกันความร้อนอย่างสมบูรณ์ แม้ว่าส่วนที่หนาที่สุดจะอยู่ด้านหลัง คอมพิวเตอร์ของ Apollo แม้ว่าจะใช้งานโทรศัพท์มือถือในปัจจุบันได้ดีกว่า แต่ก็เป็นสิ่งมหัศจรรย์ในยุคนั้น โดยอิงจากชิปรวมที่คำนวณได้รวดเร็ว แทนที่จะเป็นทรานซิสเตอร์สารกึ่งตัวนำที่ใช้ในราศีเมถุน

ที่เกี่ยวข้อง: นักบินอวกาศ Apollo ของ NASA ไปดวงจันทร์อย่างไร

ในทางปฏิบัติ โมดูลคำสั่งบินด้วยตัวเองในช่วงไม่กี่ชั่วโมงก่อนการกลับเข้าไปใหม่ โดยใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ในช่วงเวลานั้น มิฉะนั้น มันอาศัยโมดูลบริการซึ่งใช้เซลล์เชื้อเพลิงสำหรับพลังงานไฟฟ้า ซึ่งเป็นนวัตกรรมของ Gemini ที่ Apollo ดำเนินการ Neufeld กล่าว เซลล์เชื้อเพลิงเหล่านั้นสร้างน้ำเป็นของเสีย ซึ่งนักบินอวกาศสามารถดื่มได้ เป็นครั้งแรกสำหรับการบินในอวกาศของสหรัฐฯ

หนึ่งในคุณสมบัติเฉพาะของโมดูลคำสั่งเมื่อเปรียบเทียบกับยานอวกาศรุ่นก่อนๆ คือสถานีนำทางที่ติดตั้งโทรทัศน์และเซกแทนต์ Neufeld กล่าว 'ตามทฤษฎีแล้ว นักบินอวกาศสามารถเดินทางกลับบ้านได้ หากพวกเขาขาดการติดต่อกับพื้นดิน' เขากล่าว

แต่การจัดวางไม่สมบูรณ์แบบ สถานีนำทางมีแท่นนำทางตามไจโรสโคป ซึ่งมักจะ 'ลอย' หรือสูญเสียความแม่นยำเมื่อเวลาผ่านไป ดังนั้น ในระหว่างภารกิจส่วนใหญ่ นักบินอวกาศจึงต้องปรับเปลี่ยนแท่นนำทางเป็นครั้งคราว

สิ่งนี้กลายเป็นปัญหาที่ไม่ค่อยมีใครรู้จักของอพอลโล 13 หลังจากการระเบิดครั้งแรก เศษซากและออกซิเจนที่เกิดขึ้นจากถังที่ถูกทำลายไปเกาะติดอยู่รอบยานอวกาศเพื่อแสดงแรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วงที่น่ารังเกียจ ความยุ่งเหยิงทำให้นักบินอวกาศจัดตำแหน่งแท่นนำทางได้ยาก สำหรับการเดินทางกลับบ้าน ในการปรึกษาหารือกับการควบคุมภารกิจ ลูกเรือใช้มาตรการต่างๆ เช่น การจัดแนวให้สอดคล้องกับเส้นแบ่งระหว่างกลางวันและกลางคืนบนโลกเพื่อกลับมาอย่างปลอดภัย

การเปลี่ยนแปลงการออกแบบ

โมดูลคำสั่งและบริการได้รับการเปลี่ยนแปลงการออกแบบที่สำคัญสามประการในช่วงอายุการใช้งาน Neufeld กล่าว คนแรกมาทีหลัง Apollo 1 เมื่อเกิดไฟไหม้บนพื้นดินที่ร้ายแรงทำให้ลูกเรือเสียชีวิตสามคนเมื่อวันที่ 27 มกราคม พ.ศ. 2510 ขณะที่พวกเขากำลังฝึกซ้อมยิงจรวดบนแท่นยิงจรวด

Apollo 1 ใช้โมดูลคำสั่ง 'Block 1' เวอร์ชันแรกสุด ซึ่งใช้ช่องฟักด้านนอกและด้านในที่ซ้อนกันเพื่อการผนึกที่แน่นยิ่งขึ้น เมื่อเกิดเพลิงไหม้ภายในยานอวกาศ ลูกเรือไม่สามารถออกไปได้ ที่แย่ไปกว่านั้น ภายในเต็มไปด้วยสิ่งของติดไฟที่ติดไฟได้ สิ่งเหล่านี้เป็นอันตรายจากไฟไหม้ที่ NASA และผู้ผลิตไม่ได้พิจารณา

หลังเกิดอุบัติเหตุ North American Aviation ได้ออกแบบยานอวกาศใหม่ 'เพื่อขจัดอันตรายจากการเดินสายไฟ' Neufeld กล่าว และนำวัสดุที่ติดไฟได้ออกจากโมดูล นาซ่ายังเปลี่ยนไปใช้ยานอวกาศรุ่น Block 2 ซึ่งมีฟักที่สามารถเปิดได้ภายในไม่กี่วินาที

Apollo 13 ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอีกครั้ง การระเบิดที่เกิดขึ้นเองที่ NASA ตระหนักในเวลาต่อมา เกิดจากชุดสายไฟและการจัดการปัญหาบนพื้น ปัญหาเหล่านั้นทำให้เกิดไฟไหม้ในโมดูลบริการ ซึ่งระเบิดหนึ่งในถังออกซิเจนและทำลายการเชื่อมต่อกับอีกถังหนึ่ง Neufeld อธิบาย

ออกซิเจนมีความสำคัญไม่เพียงแต่เพื่อให้นักบินอวกาศหายใจได้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงพลังงานด้วย เพราะมันให้เซลล์เชื้อเพลิง ดังนั้นหลังจาก Apollo 13 ได้มีการเพิ่มถังออกซิเจนที่สามลงในโมดูลบริการที่อยู่ฝั่งตรงข้ามของอ่าวจากถังออกซิเจนโดยเซลล์เชื้อเพลิง Neufeld กล่าว 'มันให้ออกซิเจนสำรอง ถ้าเคยมีปัญหาที่ทำให้ถังออกซิเจนอีกสองถังล้มลง' เขากล่าว

ที่เกี่ยวข้อง: ทำไม Lunar Module ถึงดูเหมือน Moon Bug มาก

การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ครั้งสุดท้ายในโมดูลคำสั่งและโมดูลบริการมาในการเพิ่มจตุภาคให้กับโมดูลบริการสำหรับ Apollos 15 , 16 และ 17. ภารกิจสุดท้ายไปยังดวงจันทร์เหล่านี้มุ่งเน้นไปที่วิทยาศาสตร์เป็นอย่างมาก ลำดับความสำคัญนั้นหมายถึงตารางงานที่ยุ่งสำหรับนักบินอวกาศที่ยังคงอยู่ในโมดูลคำสั่งขณะที่ลูกเรืออีกสองคนสำรวจดวงจันทร์

นักบินอวกาศโมดูลคำสั่งจะถ่ายภาพและทำการทดลองในขณะที่ยังอยู่ในยานอวกาศ จากนั้น ระหว่างทางกลับบ้าน นักบินอวกาศคนนั้นจะทำการเดินในอวกาศเพื่อดึงฟิล์มจากกล้องที่ถ่ายภาพพื้นผิวของดวงจันทร์จากภายนอกยานอวกาศ รวมถึงสิ่งอื่น ๆ ที่จำเป็นในการกลับสู่โลก Neufeld กล่าว

ทุกวันนี้ มรดกของโมดูลคำสั่งยังคงอยู่ในยานอวกาศใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อให้บินได้ภายในสองสามปีข้างหน้า ซึ่งรวมถึงรถลูกเรือเพื่อการพาณิชย์ 2 คัน Crew Dragon ของ SpaceX และ CST-100 Starliner ของโบอิ้ง แต่ละคนออกแบบมาเพื่อนำทีมไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ NASA กำลังสร้างผู้สืบทอดต่อโมดูลคำสั่งเช่นกัน ยานอวกาศดวงจันทร์ชื่อ Orion มีกำหนดจะทำการทดสอบในการเดินทางรอบดวงจันทร์ครั้งแรกภายในปี 2020

ติดตาม Elizabeth Howell บน Twitter @โฮเวลสเปซ . ตามเรามา บนทวิตเตอร์ @Spacedotcom และต่อไป Facebook .