Gemini romskip

Gemini romskip
beskrivelse
Bruk:	Jordbane
Mannskap:	2: sjef og pilot
Dimensjoner
Høyde (landingskapsel med koblingsadapter):	3,4 m
Høyde (enhet):	2,3 m
Høyde (totalt):	5,8 m
Diameter:	3,0 m
Dimensjoner:	3800 kg
Gemini romskip

Den Gemini romfartøy ble brukt av den amerikanske romfartsorganisasjonen NASA for Gemini-programmet . Mellom 1964 og 1966 var det to ubemannede og ti bemannede flyreiser, noe som gjorde det mulig å få betydelig erfaring med Apollo-programmet og månelandingen .

forhold

Gemini-programmet skulle fylle gapet mellom Mercury-programmet og det allerede planlagte Apollo-programmet.

Romskipet skal muliggjøre utvikling og testing av forskjellige metoder og prosedyrer som var helt nødvendige for en bemannet månelanding:

• Motorer som ikke bare tillater posisjonsendringer, men også endringer i bane
• Fasiliteter for møte- og dockingsmanøvrer
• Fasiliteter for romvandringer
• Gjennomføring av langvarige flyreiser på inntil to uker
• Kontroll under re-entry

I tillegg bør Gemini-romfartøyet transporteres ut i rommet med raketter som var tilgjengelige på det tidspunktet og bruke eksisterende rakett øvre trinn som et koblingsmål.

Sammenlignet med kvikksølv krevde dette en annen design. De viktigste forskjellene var den modulære strukturen, der mange elementer var tilgjengelige utenfor hytta, og bruk av utkastsseter i tilfelle avbrutt start.

Navngivning

Det latinske navnet Gemini betyr tvilling og refererer hovedsakelig til tvillingene Castor og Pollux fra romersk mytologi, samt stjernebildet tvillinger oppkalt etter dem . Dette navnet ble valgt for romskipet fordi det kunne holde to astronauter. Programmet ble offisielt kalt 3. januar 1962, etter at forslag ble fremsatt i desember 1961. Navnet Gemini ble foreslått av to personer.

utvikling

I likhet med Mercury-romfartøyet før det, ble Gemini-romfartøyet utviklet og produsert av McDonnell- selskapet i St. Louis . Designet kom fra kanadiske Jim Chamberlin , som tidligere hadde vært ansvarlig for aerodynamikken til CF-105 Arrow interceptor . Utviklingen skjedde i nært samarbeid med NASA-astronautene, som var representert av Virgil Grissom .

Tidlige design av Gemini-romskipet var basert på en utvidelse av Mercury-romskipet, kalt Mercury Mark II. De nødvendige modifikasjonene ville imidlertid ha betydd at de eksisterende bærerakettene ikke kunne ha lansert romskipet. Av denne grunn ble romskipet designet fra bunnen av.

Et annet design fra de tidlige dagene fulgte ideen om at romskipet ikke skulle gå ned i vannet, men på fast land, noe som ville ha gjort berging av US Navy unødvendig. For dette formålet bør paraglider og et landingsutstyr installeres. Dette utkastet vant ikke. En prototype kan sees i dag på Royal Museum i Edinburgh, Skottland .

Struktur og utstyr

Gemini romskip består av flere deler.

konstruksjon

Romskipet besto av tre deler: koblingsadapter, landingskapsel og enhet. Romskipets struktur besto hovedsakelig av titan og magnesium som et kompromiss mellom spenst og vekt.

En av de største forskjellene fra Mercury-romskipet var en egen drivenhet og utstyrsenhet som inneholdt forskjellige systemer. Før starten var disse enhetene tilgjengelige utenfra. Denne delen av romskipet ble blåst av før gjeninntreden og brent opp i jordens atmosfære.

Det ablative varmeskjoldet var i den brede enden av re-entry-modulen.

Landingskapsel

Gjenoppretting av Gemini 8 : Scott og Armstrong er fremdeles i landingskapslen, omgitt av tre froskemenn

hytte

Hytta inneholdt to kontursofaer samt instrumenter, livsstøttesystemer og elektriske forsyninger. Det var ikke mye plass i hytta, og astronautene traff nesten luka med hjelmene. Mannskapet klarte knapt å strekke seg ut. Å komme inn og ut av et utenbordsmisjon var ekstremt vanskelig. På grunn av det smale rommet kalte astronautene spøkende romskipet "Gusmobile" etter Gus Grissom , den minste i gruppen.

De to luker kunne åpnes og lukkes mens de var i rommet, slik at aktiviteter utenfor romskipet var mulig. Lukene var mekanisk låst og åpnet utover. Et tredobbelt glassvindu i luken gjorde observasjoner mulig. I en nødssituasjon ble lukkene åpnet automatisk når utløsersetet ble utløst.

Utløpssete

I tilfelle en falsk start eller et problem under fossen, kunne astronautene ha brukt utkastssetet , som ble produsert av Weber Aircraft .

Hver av de to astronautene kunne aktivere utkastesetet i en nødsituasjon, men begge setene var alltid utplassert. Mekanismen ville ha blåst opp lukene først og deretter katapultet setene ut av romskipet. En rakett innebygd i setet ville ha ført astronautene ut av faresonen, hvor akselerasjoner på opptil 24 g måtte tåles til fallskjermen med en diameter på 8,5 m ville ha åpnet.

Da Gemini 6 ble avbrutt , var Walter Schirra i ferd med å utløse utkastssetene fordi motorene hadde slått av igjen kort etter tenningen, og det var en risiko for at raketten, hvis den allerede hadde løftet seg, ville falle ned på sjøplaten. Imidlertid gjorde han ikke det fordi han (riktig) mistenkte at raketten - i motsetning til kunngjøringen - ennå ikke hadde tatt av.

Fallskjerm

Tvillingene 12 på fallskjerm

Før splashdown ble Gemini-romskipet bremset av flere fallskjerm som ble brukt etter hverandre.

Den første fallskjermen (High Altitude Drogue Parachute) hadde en diameter på 2,5 m og lå på toppen av koblingsadapteren. Den ble utløst i en høyde på 15.000 m.

I en høyde på 3200 m ble neste fallskjerm, den såkalte pilotfallskjermen med en diameter på 5,6 m, satt ut av astronautene. Kort tid etter at den hadde brettet seg ut, ble koblingsadapteren sprengt av i en høyde av 3000 m, som et resultat av at hovedparaplyen ble trukket ut av posisjonen og brettet ut. Hovedskjermen var 25,7 meter i diameter og besto av nylonstrimler i hvitt og oransje.

I tilfelle en funksjonsfeil i High Altitude Drogue Parachute, kunne astronautene ha blåst av koblingsadapteren manuelt og utløst hovedskjermen. I tilfelle total svikt, ville det fortsatt vært mulig å katapultere deg ut av romskipet ved hjelp av utkastssetet. Hadde dette skjedd i en høyde på over 2300 m, ville en ballongskjerm blitt brukt til å stabilisere og forsinke astronauten til fallskjermen åpnet i en høyde på 1700 m. Ballongparaplyen hadde en diameter på ca 120 cm og en lengde på 140 cm. Den kan brukes i en høyde på 22.500 m.

Tekniske fasiliteter

strømforsyning

I de første eksemplene ble energien tilført eksklusivt av batterier, senere av polymerelektrolyttbrenselceller . Romskipets elektriske system gikk på 25 volt DC. Enheter som krevde vekselstrøm brukte sine egne omformere .

Livsstøttesystemer

De life support forsynte astronauter med oksygen og vann, og sikret en behagelig temperatur i kabinen og space. Karbondioksid, fuktighet og urin ble også kastet.

Siden enhetene i romskipet utviklet betydelig mer varme enn de i Mercury-romskipet, og det over en mye lengre periode, var temperaturkontroll spesielt viktig. Temperaturen i hytta var typisk rundt 18 ° C og steg til rundt 49 ° C under re-entry. 93 ° C ble antatt som det forutsigbare maksimumet.

Hyttestemningen under flyet besto av rent oksygen ved et trykk på ca. 0,34 bar. Oksygentilførselen som kreves for dette skjedde fra start to timer før oppstart til separasjon fra enhetsenheten kort før det primære systemet kom inn på nytt. Oksygenet ble holdt i en sfærisk tank i utstyrsenheten. Backup-systemet besto av to tanker i re-entry-modulen og sørget for normalt forbruk i omtrent tre timer. Den ble aktivert som planlagt etter at primærsystemet var frakoblet eller når trykket i det falt under 5,2 bar. Et tredje oksygenanlegg ville blitt aktivert hvis astronautene måtte katapultere seg ut av kabinen med utkastssetet. Karbondioksidet som ble utåndet av astronautene, ble fjernet fra kabinatmosfæren ved hjelp av litiumhydroksydfiltre .

Vann var tilgjengelig i flere tanker i enheten og returenheten. Rundt 18 l kunne brukes til kjøling og også som drikkevann via et drikkerør. Fra Gemini 5 ble energiforsyningen utført av brenselceller som ikke bare ga elektrisk energi, men også vann.

datamaskin

Gemini Guidance Computer

Med Gemini Digital Computer (også Gemini Guidance Computer ) var Gemini romskip det første som hadde en datamaskin om bord som kunne beregne flymanøvrer. Den besto av fem kretskort som var utstyrt med diskrete komponenter og hadde en masse på 26,6 kg. Datamaskinen hadde et minne på 160 kbit (4096 ord på 39 bits hver). Tillegg, subtraksjoner og overføringer kan gjøres på 140 mikrosekunder, multiplikasjoner på 420 mikrosekunder og inndelinger i 840 mikrosekunder.

kommunikasjon

Gemini-romfartøyet hadde kortbølger og VHF- radioer, både for tosidig taletrafikk og for dataoverføring i begge retninger. Dataene ble overført både frekvensmodulert i sanntid og forsinket (midlertidig lagret på en båndstasjon) i PCM-modulering.

Det eksisterte en radiotelefonforbindelse med mannskapet til lanseringssenteret før start og var mulig med redningsteamene til etter grøfta.

Radiotrafikken ble bare avbrutt to ganger som planlagt. Den første avbruddet skjedde under re-entry , varte i omtrent 6 til maksimalt 8 minutter, og var forårsaket av plasma . Det andre avbruddet på rundt 30 sekunder fant sted da fallskjermen ble åpnet, etter at antennen i koblingsadapteren nettopp var koblet fra og neste antenne ennå ikke var satt opp.

Romskipet hadde to radarsendere. En C-bånds transponder og en S-bånds transponder fungerte som sekundær radar , hvorved C-båndsignalet kunne sendes ut via forskjellige antennediagrammer. En radiosender ble brukt til grov innspilling.

Motorer

Gemini-romskipet hadde tre forskjellige motorsystemer.

Holdningskontroll thrustere

Orbit Attitude And Maneuver System (OAMS) ble brukt til holdningskontroll og for å manøvrere romskipet. Den var aktiv for det meste av flyet, fra separasjonen av den siste rakettfasen ved sjøsetting til separasjonen av enhetsdelen like før re-entry.

OAMS besto av 16 permanent monterte motorer med konstant trykk:

• Åtte motorer hadde hver 110 N skyvekraft. De ble antent parvis for å snu romskipet rundt en av de tre romlige aksene.
• Seks motorer hadde 440 N trykk. De ble brukt til bevegelser langs de tre romlige aksene
• To motorer med en skyvekraft på 380 N hver ble montert på tuppen av romskipet og ga skyvekraft bak.

Monometylhydrazin ble brukt som drivstoff, og lystgass som oksidasjonsmiddel . Tankene ble satt under trykk med helium for å levere drivstoff. Mengden drivstoff varierte fra oppdrag til oppdrag.

Det oppsto en feil i OAMS under Gemini 8- flyet da en dyse fastkjørte og romskipet tumlet ukontrollert. Astronautene Neil Armstrong og David Scott lyktes i å slå av OAMS og bruke RCS for å bringe romskipet tilbake under kontroll. I følge misjonsreglene måtte oppdraget imidlertid avlyses.

Bremseraketter

Bremseraketsystemet (Retrograde Rocket System, RRS) besto av fire faste raketter, hver med 11 kN skyvekraft, som ble montert på enheten. For å gå ut av bane ble rakettene avfyrt etter hverandre med 5,5 sekunders mellomrom. Da ble rakettene løsrevet.

Reentry Control Systems (RCS)

Reentry Control System (RCS) ble installert i reentry-modulen foran hytta. Den besto av to identiske systemer som var uavhengige av hverandre på grunn av redundans. Selv om det ene systemet mislyktes, kunne det andre ha sikret en sikker landing på det planlagte landingsstedet.

Hvert av de to fremdriftssystemene besto av åtte permanent installerte flytende fremdriftsenheter på 110N hver. Som med OAMS ble monometylhydrazin og lystgass tetroksid fra sylindriske titantanker brukt, men nitrogen ble brukt til å regulere trykket.

Videre bruk

Planlagt militær romstasjon MOL med Gemini romskip

I tillegg til utviklingen av Gemini-romskipet som faktisk ble brukt, bestilte NASA videre studier for å undersøke utvidede mulige bruksområder. Teknisk sett hadde det til og med vært mulig å fly til månen med Gemini-romskipet, men med en annen bærerakett. Planene om å bane månen ble ikke forfulgt fordi NASA hadde Apollo-prosjektet med en bemannet landing som et uttalt mål innen slutten av tiåret.

Fra 1963 hadde det amerikanske luftforsvaret planer om å bruke Gemini-romfartøyet til den militære romstasjonen Manned Orbiting Laboratory (MOL). En ubemannet testflyging fant sted 3. november 1966, med romfartøyet Gemini 2 som ble gjenbrukt. Programmet ble avviklet i 1969.

Bruk og oppholdssted

Totalt 12 luftverdige eksemplarer ble laget. De to første, Gemini 1 og Gemini 2 , ble brukt til en ubemannet testflyging i orbital og suborbital. Den bemannte jomfruturen fant sted 23. mars 1965 med Gemini 3 , den siste oppdraget ble utført i november 1966 med Gemini 12 .

Tvilling 1 brant opp i jordens atmosfære. Returpodene til de andre romskipene ble overlevert til museer i USA etter landing:

Flytiden ble ikke kontinuerlig økt fordi flyvningene hadde forskjellige destinasjoner. Gemini 3 og 4 var rent testflygninger, Gemini 5 og 7 langvarige flyreiser. Det korte oppdraget Gemini 6 hadde bare stevnet med Gemini 7 som mål. Gemini 8 til 12 oppdrag hadde docking og romutganger som mål, og Gemini 8-oppdraget måtte avlyses.

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 ).

weblenker

• Tvillingene i leksikonet Astronautica (engelsk)
• NASA: Project Gemini Drawings and Technical Diagrams (engelsk)
• Tvillingens tekniske beskrivelse i leksikonet Astronautica (engelsk)

Individuelle bevis

1. ↑ Helen T. Wells, Susan H. Whiteley, Carrie E. Karegeannes: Gemini. I: Origins of NASA Names. NASA History Office, 1976, s. 104 , åpnet 25. juni 2011 . 
2. ^ Gemini in the Encyclopedia Astronautica, åpnet 24. juni 2011 (engelsk). Planer for ulike utvidelser av Gemini romskip.
3. ↑ Lunar Gemini in the Encyclopedia Astronautica, åpnet 10. juni 2011 (engelsk).
4. Move museumshistorie gjenforener historiske Gemini 6 romskip med piloten . Collectspace 31. juli 2018.