Tvillingens rumskib

Tvillingens rumskib
beskrivelse
Brug:	Jordens bane
Mandskab:	2: Kommandør og pilot
Dimensioner
Højde (landingskapsel med koblingsadapter):	3,4 m
Højde (enhed):	2,3 m
Højde (i alt):	5,8 m
Diameter:	3,0 m
Dimensioner:	3800 kg
Tvillingens rumskib

Den Gemini rumfartøj blev brugt af den amerikanske rumfartsorganisation NASA for Gemini-programmet . Mellem 1964 og 1966 var der to ubemandede og ti bemandede flyvninger, hvilket gjorde det muligt at få væsentlig erfaring med Apollo-programmet og månelandingen .

betingelser

Gemini-programmet skulle udfylde hullet mellem Mercury-programmet og det allerede planlagte Apollo-program.

Rumskibet skulle muliggøre udvikling og test af forskellige metoder og procedurer, der var absolut nødvendige for en bemandet månelanding:

• Motorer, der ikke kun tillader ændringer i position, men også kredsløbsændringer
• Faciliteter til rendezvous- og dockingmanøvrer
• Faciliteter til rumvandringer
• Udførelse af langvarige flyvninger på op til to uger
• Kontrol under genindtræden

Derudover skal Gemini-rumskibet transporteres ud i rummet med raketter, der var tilgængelige på det tidspunkt, og bruge eksisterende raket øverste trin som et koblingsmål.

Sammenlignet med kviksølv krævede dette et andet design. De vigtigste forskelle var den modulære struktur, hvor mange elementer var tilgængelige uden for kabinen, og brugen af ​​udstødningssæder i tilfælde af afbrudt start.

Navngivning

Det latinske navn Tvilling betyder tvilling og henviser hovedsageligt til tvillingerne Castor og Pollux fra romersk mytologi såvel som stjernebilledet tvillinger opkaldt efter dem . Dette navn blev valgt til rumskibet, fordi det kunne rumme to astronauter. Programmet blev officielt navngivet den 3. januar 1962, efter at forslag blev fremsat i december 1961. Navnet Gemini blev foreslået af to personer.

udvikling

Ligesom Mercury-rumskibet før det blev Gemini-rumskibet udviklet og produceret af McDonnell- firmaet i St. Louis . Designet kom fra den canadiske Jim Chamberlin , som tidligere havde været ansvarlig for aerodynamikken til CF-105 Arrow interceptor . Udviklingen fandt sted i tæt samarbejde med NASA-astronauterne, som var repræsenteret af Virgil Grissom .

Tidlige design af Gemini-rumskibet var baseret på en udvidelse af Mercury-rumskibet, kaldet Mercury Mark II. De nødvendige ændringer ville dog have betydet, at de eksisterende bæreraketter ikke kunne have lanceret rumskibet. Af denne grund blev rumskibet designet fra bunden.

Et andet design fra de tidlige dage forfulgte ideen om, at rumskibet ikke skulle gå ned i vandet, men på fast land, hvilket ville have gjort bjærgning fra US Navy unødvendig. Paragliders og et landingsudstyr skal installeres til dette formål . Dette udkast sejrede ikke. En prototype kan ses i dag på Royal Museum i Edinburgh, Skotland .

Struktur og udstyr

Gemini-rumskibet består af flere dele.

konstruktion

Rumskibet bestod af tre dele: koblingsadapter, landingskapsel og enhed. Rumskibets struktur bestod hovedsageligt af titanium og magnesium som et kompromis mellem styrke og vægt.

En af de største forskelle fra Mercury-rumskibet var en separat drev- og udstyrsenhed, der indeholdt forskellige systemer. Før starten var disse enheder tilgængelige udefra. Denne del af rumskibet blev sprængt af inden genindtræden og brændt op i jordens atmosfære.

Det ablative varmeskjold var i den brede ende af genindgangsmodulet.

Landingskapsel

Genopretning af Gemini 8 : Scott og Armstrong er stadig i landingskapslen, omgivet af tre froskemænd

kabine

Kabinen indeholdt to kontursofaer samt instrumenter, livsstøttesystemer og strømforsyninger. Kabinen tilbød ikke meget plads; astronauterne ramte næsten lugen med hjelme. Besætningen kunne næppe strække sig ud. At komme ind og ud af en påhængsmission var ekstremt vanskelig. På grund af det snævre rum kaldte astronauterne sjovt rumskibet "Gusmobile" efter Gus Grissom , den mindste i deres gruppe.

De to luger kunne åbnes og lukkes i rummet, så aktiviteter uden for rumskibet var mulige. Lukene blev mekanisk låst og åbnet udad. Et tredobbelt vindue i lugen gjorde observationer mulige. I en nødsituation blev lugene åbnet automatisk, når udkastssædet blev udløst.

Udstødningssæde

I tilfælde af en falsk start eller et problem under vandingen kunne astronauterne have brugt udkastssædet , som blev fremstillet af Weber Aircraft .

Hver af de to astronauter kunne aktivere udstødningssædet i en nødsituation, men begge pladser blev altid indsat. Mekanismen ville have sprunget lukkerne først op og derefter katapulteret sæderne ud af rumskibet. En raket indbygget i sædet ville have ført astronauterne ud af farezonen, hvorved accelerationer på op til 24 g skulle udholdes, indtil faldskærmen med en diameter på 8,5 m ville have åbnet.

Da Gemini 6 blev afbrudt , var Walter Schirra ved at udløse udkastssæderne, fordi motorerne var slukket igen kort efter tændingen, og der var en risiko for, at raketten, hvis den allerede var løftet af, ville falde tilbage på affyringsrampen. Det gjorde han dog ikke, fordi han (korrekt) havde mistanke om, at raketten - i modsætning til meddelelsen - endnu ikke var startet.

Faldskærme

Tvilling 12 på faldskærm

Før splashdown blev Gemini-rumskibet bremset af flere faldskærme, der blev brugt efter hinanden.

Den første faldskærm (High Altitude Drogue Parachute) havde en diameter på 2,5 m og lå ved spidsen af ​​koblingsadapteren. Det blev udløst i en højde af 15.000 m.

I en højde af 3200 m blev den næste faldskærm, den såkaldte pilot faldskærm med en diameter på 5,6 m, indsat af astronauterne. Kort efter at den var udfoldet, blev koblingsadapteren sprængt af i en højde af 3000 m, hvilket resulterede i, at hovedparaplyen blev trukket ud af positionen og foldet ud. Hovedskærmen var 25,7 meter i diameter og bestod af nylonstrimler i hvid og orange.

I tilfælde af en funktionsfejl i High Altitude Drogue Parachute kunne astronauterne manuelt have frakoblet koblingsadapteren og udløst hovedskærmen. I tilfælde af total fiasko ville det stadig have været muligt at katapultere dig ud af rumskibet ved hjælp af udkastssædet. Havde dette sket i en højde på over 2300 m, ville der være blevet brugt en ballonskærm , som ville have stabiliseret og forsinket astronauten, indtil faldskærmen åbnede i en højde på 1700 m. Ballonparaplyen havde en diameter på ca. 120 cm og en længde på 140 cm. Det kunne bruges i en højde af 22.500 m.

Tekniske faciliteter

Strømforsyning

I de første eksempler blev energien udelukkende leveret af batterier, senere af polymerelektrolytbrændselsceller . Rumskibets elektriske system kørte på 25 volt jævnstrøm. Enheder, der krævede vekselstrøm, brugte deres egne omformere .

Livsstøttesystemer

De livsbevarende systemer leveret astronauterne med ilt og vand og sikrede en behagelig temperatur i kabinen og rumdragt. Kuldioxid, fugt og urin blev også bortskaffet.

Da apparaterne i rumskibet udviklede sig betydeligt mere varme end dem i Mercury-rumskibet, og at over en meget længere periode var temperaturstyring særlig vigtig. Temperaturen i kabinen var typisk omkring 18 ° C og steg til omkring 49 ° C under genindtræden. 93 ° C blev antaget som det forudsigelige maksimum.

Kabineatmosfæren under flyvningen bestod af ren ilt ved et tryk på ca. 0,34 bar. Den krævede iltforsyning til dette fandt sted startende to timer før opstart til adskillelsen fra enhedsenheden kort før genindtastning af det primære system. Ilten blev opbevaret i en sfærisk tank i udstyrsenheden. Backup-systemet bestod af to tanke i genindgangsmodulet og sikrede normalt forbrug i cirka tre timer. Det blev aktiveret som planlagt, efter at det primære system var blevet frakoblet, eller når trykket i det faldt til under 5,2 bar. Et tredje ilt-system ville have været aktiveret, hvis astronauterne skulle katapultere sig ud af kabinen med udstødningssædet. Kuldioxidet, der udåndes af astronauterne, blev fjernet fra kabineatmosfæren ved hjælp af lithiumhydroxidfiltre .

Vand var tilgængeligt i flere tanke i enhedsenheden og returenheden. Ca. 18 l kunne bruges til afkøling og også som drikkevand via et drikkevandsslange. Fra Gemini 5 blev energiforsyningen udført af brændselsceller, som ikke kun leverede elektrisk energi, men også vand.

computer

Gemini Guidance Computer

Med Gemini Digital Computer (også Gemini Guidance Computer ) var Gemini rumskib den første til at have en computer om bord, der kunne beregne flymanøvrer. Den bestod af fem kredsløb, der var udstyret med diskrete komponenter og vejede 26,6 kg. Computeren havde en hukommelse på 160 kbit (4096 ord på 39 bit hver). Tilføjelser, subtraktioner og overførsler kunne udføres i 140 mikrosekunder, multiplikationer på 420 mikrosekunder og opdelinger i 840 mikrosekunder.

meddelelse

Gemini-rumfartøjet havde kortbølge- og VHF- radioer, både til duplex- taletrafik og til datatransmission i begge retninger. Dataene blev transmitteret både frekvensmoduleret i realtid og forsinket (midlertidigt gemt på et bånddrev) i PCM-modulering.

En radiotelefonforbindelse eksisterede med besætningen på lanceringscentret inden start og var mulig med redningsholdene indtil efter grøften.

Radiotrafikken blev kun afbrudt to gange som planlagt. Den første afbrydelse opstod under genindtræden , varede ca. 6 til maksimalt 8 minutter og var forårsaget af plasma . Den anden afbrydelse på ca. 30 sekunder fandt sted, da hovedskærmen blev åbnet, efter at antennen i koblingsadapteren netop var blevet frakoblet, og den næste antenne endnu ikke var sat op.

Rumskibet havde to radarsendere. En C-bånds transponder og en S-bånds transponder fungerede som sekundær radar , hvorved C-båndsignalet kunne udsendes via forskellige antennediagrammer. En radiosender blev brugt til grov optagelse.

Motorer

Gemini rumskibet havde tre forskellige motorsystemer.

Holdningskontrol thrustere

Orbit Attitude And Maneuver System (OAMS) blev brugt til holdningskontrol og til manøvrering af rumskibet. Det var aktivt det meste af flyvningen, fra at adskille den sidste fase af raketten ved lanceringen til at adskille udstyret lige før genindtræden.

OAMS bestod af 16 permanent monterede motorer med konstant tryk:

• Otte motorer havde hver 110 N tryk. De blev antændt parvis for at dreje rumskibet omkring en af ​​de tre rumlige akser.
• Seks motorer havde hver 440 N tryk. De blev brugt til bevægelser langs de tre rumlige akser
• To motorer med et tryk på 380 N hver blev monteret på spidsen af ​​rumskibet og leverede stød bagud.

Monomethylhydrazin blev brugt som brændstof og nitrous tetroxid som oxidator . Tankene blev sat under tryk med helium for at levere brændstof. Mængden af ​​brændstof varierede fra mission til mission.

Der opstod en fejl i OAMS under Gemini 8- flyvningen, da en dyse sidder fast, og rumskibet begyndte at tumle ukontrollabelt. Astronauterne Neil Armstrong og David Scott lykkedes at slukke for OAMS og bruge RCS til at bringe rumskibet tilbage under kontrol. Ifølge missionens regler måtte missionen imidlertid annulleres.

Bremsemissiler

Bremseraketsystemet (Retrograde Rocket System, RRS) bestod af fire faste raketter, hver med et tryk på 11 kN, som blev monteret på enhedsenheden. For at forlade kredsløb blev raketterne affyret efter hinanden med 5,5 sekunders intervaller. Derefter blev missilerne løsrevet.

Reentry Control Systems (RCS)

Reentry Control System (RCS) blev installeret i genindgangsmodulet foran kabinen. Den bestod af to identiske systemer, der var uafhængige af hinanden på grund af redundans. Selvom et af systemerne mislykkedes, kunne det andet have sikret en sikker landing ved det planlagte landingssted.

Hvert af de to fremdrivningssystemer bestod af otte permanent installerede flydende fremdrivningsenheder på hver 110 N. Som med OAMS blev der anvendt monomethylhydrazin og nitrous tetroxid fra cylindriske titantanke, men nitrogen blev brugt til at regulere trykket.

Yderligere anvendelse

Planlagt militær rumstation MOL med Gemini rumskib

Ud over udviklingen af ​​det faktisk anvendte Gemini-rumfartøj bestilte NASA yderligere undersøgelser for at undersøge udvidede mulige anvendelser. Teknisk set ville det endda have været muligt at foretage en flyvning til månen med Gemini-rumskibet, men med en anden bærerakett. Planerne om at bane om månen blev ikke forfulgt, fordi NASA havde Apollo-projektet med en bemandet landing som et erklæret mål inden udgangen af ​​årtiet.

Fra 1963 havde det amerikanske luftvåben planer om at bruge Gemini-rumfartøjet til den militære rumstation Manned Orbiting Laboratory (MOL). En ubemandet testflyvning fandt sted den 3. november 1966 med Gemini 2- rumfartøjet genbrugt. Programmet blev afbrudt i 1969.

Anvendelse og opholdssted

I alt 12 luftdygtige eksemplarer blev lavet. De to første, Gemini 1 og Gemini 2 , blev brugt til en ubemandet testflyvning med en orbital og en suborbital. Den bemandede jomfruflyvning fandt sted den 23. marts 1965 med Gemini 3 , den sidste mission blev udført i november 1966 med Gemini 12 .

Tvilling 1 brændte op i jordens atmosfære. De andre rumskibs returbælg blev overdraget til museer i USA efter landing:

Flyvetiden blev ikke løbende øget, fordi flyene havde forskellige destinationer. Gemini 3 og 4 var udelukkende testflyvninger, Gemini 5 og 7 langvarige flyvninger. Den korte mission Gemini 6 havde kun mødet med Gemini 7 som mål. Gemini 8 til 12 missioner var rettet mod docking og pladsudgange, og Gemini 8-missionen måtte annulleres.

litteratur

• Barton C. Hacker og James M. Grimwood: On the Shoulders of Titans: A History of Project Gemini. NASA History Series, Washington DC 1977 ( online ).
• James M. Grimwood, Barton C. Hacker, Peter J. Anteroom: Project Gemini: Technology and Operations. En kronologi. NASA History Series, Washington DC 1969 ( online ).

Weblinks

• Tvillingene i encyklopæden Astronautica (engelsk)
• NASA: Projekt Gemini-tegninger og tekniske diagrammer (engelsk)
• Tvillingens tekniske beskrivelse i Encyclopedia Astronautica (engelsk)

Individuelle beviser

1. ↑ Helen T. Wells, Susan H. Whiteley, Carrie E. Karegeannes: Tvillingerne. I: Oprindelsen af ​​NASA-navne. NASA History Office, 1976, s. 104 , adgang til 25. juni 2011 . 
2. ^ Tvillinger i Encyclopedia Astronautica, adgang til den 24. juni 2011 (engelsk). Planer for forskellige udvidelser af Gemini-rumskibet.
3. ↑ Lunar Gemini in Encyclopedia Astronautica, adgang til 10. juni 2011 (engelsk).
4. ↑ museumstræk genforener historiske Gemini 6 rumfartøjer med sin pilot . Collectspace, 31. juli 2018.