Opmerking: om het 40-jarig jubileum van de Apollo 13-missie te vieren, zal Space Magazine 13 dagen lang "13 Things That Saved Apollo 13" bevatten, waarin verschillende keerpunten van de missie worden besproken met NASA-ingenieur Jerry Woodfill.
De breuk en explosie van de zuurstoftank van Apollo 13 verlamde het ruimtevaartuig, bracht het leven van de bemanning in gevaar en maakte een maanlanding geen optie. Maar naarmate de gevaarlijke vlucht vorderde, ontstonden er meer problemen. Het ruimtevaartuig op het juiste traject houden was een enorme uitdaging voor Mission Control, en vooral voor de bemanning. Normaal gesproken zorgden de scheepscomputers voor een groot deel van de navigatie, maar vanwege het verlies van de servicemodule als elektrische stroombron waren zelfs back-upnavigatie- en richtfuncties niet beschikbaar. Het beperkte batterijvermogen van de Lander vereiste het uitschakelen van de geleidingscomputer. De astronauten moesten ook een sextant aan boord gebruiken om hun locatie te bevestigen door de sterren in te zien, vergelijkbaar met hoe oude zeilers navigeerden. "Er zijn zevenendertig sterren - en één is de zon", zei Apollo-ingenieur Jerry Woodfill, "die een nauwkeurige manier was om het computerplatform van het ruimtevaartuig uit te lijnen zodat de astronauten hun weg door de hemel konden sturen."
Maar de explosie van de tank had het Apollo 13-ruimtevaartuig met puin omgeven. Commandant Jim Lovell en zijn bemanning konden de sterren niet onderscheiden van de deeltjes die in het zonlicht blonken. "De situatie was dat je, zonder de mogelijkheid om de sterren te zien, niet kon navigeren", zei Woodfill.
Maar NASA had een back-up navigatieplan, dankzij een inzichtelijke medewerker van de NASA-aannemer. Deze nieuwe manier van navigeren was maar één keer eerder in de ruimte uitgeprobeerd. En toevallig was de astronaut die hem gebruikte Jim Lovell tijdens zijn vorige vlucht - Apollo 8 - die in december 1968 om de maan cirkelde.
Een medewerker van TRW - die de aannemer was van veel van de navigatiesystemen en -procedures voor NASA - dacht op een dag aan een ongebruikelijk back-up navigatieplan. 'Deze man is een vriend en buurman van mij', zei Woodfill, 'en door zijn verhaal over mij vertelde hij dat er op een dag een gedachte bij hem opkwam over Apollo-astronauten die sterren gebruikten om te navigeren. Wat als de sterren niet konden worden gezien? Dat was hoogst onwaarschijnlijk, want er zijn geen wolken, mist of rook om sterren te verbergen voor het zien door astronauten. Maar toch zou de gedachte gewoon niet ophouden. Al snel kwam er een vervolgidee op. Waarom zou u de terminator van de aarde niet gebruiken? "
De terminator is de lijn die de grens tussen nacht en dag op aarde vormt; waar de zon schijnt en waar het donker is.
De vriend van Woodfill ontdekte de geometrie en schreef een computerprogramma om het idee te valideren. Hij diende het voorstel in bij het navigatiebord, dat de techniek goedkeurde zodat het in de computers in het Mission Control Center werd ingevoerd.
Door ongebruikelijke, en wat ook wel toevallige omstandigheden kunnen worden genoemd, experimenteerde Lovell met het back-upplan tijdens Apollo 8.
Lovell diende als navigator voor de eerste bemande missie om de maan te draaien. Hij maakte een sterwaarneming als voorbereiding op de terugkeer naar de aarde en voerde de coördinaten in de primitieve computer van het Apollo-ruimtevaartuig in met behulp van de "DSKY" (beeldscherm en toetsenbord). In plaats van op de ENTR (enter) -toets te drukken, drukte hij per ongeluk op de aangrenzende CLR (clear) -toets om de volledige navigatie-uitlijning te wissen.
"Lovell overlegde met Mission Control of de sextant-sterwaarneming moest worden herhaald," zei Woodfill, "en iemand realiseerde zich dat dit een kans zou zijn om de back-up 'stoel van de broek' te testen om te navigeren met behulp van de aardse terminator. En het werkte! Maar toen vergat iedereen het, totdat ... raad eens wanneer? '
Aanvankelijk kon de Apollo 13-bemanning de zon gebruiken als een "marker" om het ruimtevaartuig te begeleiden om te bevestigen dat ze op de goede weg waren, en waren ze in staat om de LM-motoren af te vuren voor koerscorrecties met behulp van het overgedragen geleidingsplatform van de Command Module.
Maar toen Apollo 13 terugkeerde naar de aarde, merkten de officieren van Reentry (RETRO) en Guidance, Navigation and Control (GNC) die naar de trajectanalyse keken, dat het ruimtevaartuig te "oppervlakkig" binnenkwam, dat wil zeggen dat Apollo 13 op het punt stond af te springen de atmosfeer en voor altijd de ruimte in. Iets leek het ruimtevaartuig uit zijn koers te 'blazen'. Later werd ontdekt dat de koeldamp van de lander verantwoordelijk was. Aangezien er geen lander aanwezig was geweest bij eerdere missies tijdens een terugreis vanaf de maan, was zo'n mysterieuze "wind" nog nooit eerder waargenomen voordat de aarde weer binnenkwam.
Er was nog een brandwond nodig, maar er was geen hulp van het geleidingssysteem beschikbaar, omdat het aansturen van het geleidingssysteem van de lander, zijn gyroscopen, de computer enz. Te veel elektrische stroom zou gebruiken.
Hier kwam de back-upnavigatie-aanpak waarmee Lovell experimenteerde op Apollo 8 te hulp.
"Als een 'dead-reckoning'-benadering zou kunnen worden gebruikt, zou er geen elektriciteit nodig zijn," zei Woodfill. "Richt het voertuig eenvoudig correct, start de motor en stop hem op basis van de door Mission Control voorgeschreven tijd voor de bediening." Lovell keek naar de terminatorlijn van de aarde en controleerde de 'gier' van het ruimtevaartuig, Haise controleerde de 'toonhoogte' en Swigert timde het met zijn nauwkeurige Omega Speedmaster-horloge.
Het navigatierapport voor Apollo 13 beschrijft het als volgt:
“De knobbels van de aardeterminator werden op de Y-as van de COAS geplaatst. Het verlichte deel van de aarde werd bovenaan het dradenkruis geplaatst. De pitch-houding werd bereikt door de zon in het bovenste gedeelte van de AOT te plaatsen (zie hieronder). Deze procedure richtte de LM + Z-as op de aarde en lijnde de LM + X-as retrograde uit langs de lokale horizontaal. Er werd een AGS-lichaamsasuitlijning uitgevoerd, gevolgd door de overgang van de AGS naar de automatische houdhouding. Er werd een manoeuvre uitgevoerd om de houding te verbranden, gevolgd door een andere uitlijning van de lichaamsas. ”
Woodfill zei dat hij genoot van Hollywood's re-enactment van de procedure in de film "Apollo 13". Hoewel de bewegingen van het ruimtevaartuig over de hemel volledig overdreven zijn, is de scène waarin Tom Hanks, Bill Paxton en Kevin Bacon de terminatorverbranding opzetten en uitvoeren over het algemeen accuraat.
Het volstaat om te zeggen dat de procedure werkte voor Hollywood-dramatiek, maar wat nog belangrijker was, het werkte om de levens van Lovell, Haise en Swigert te redden.
Morgen, deel 6: vuur
Andere artikelen uit de serie "13 dingen die Apollo 13 hebben gered":
Invoering
Deel 3: Charlie Duke's Mazelen
Deel 4: De LM gebruiken voor voortstuwing
Deel 5: onverklaarbare uitschakeling van de Saturn V Center Engine
Deel 7: The Apollo 1 Fire
Deel 8: De Command Module werd niet afgehaald
Ook:
Meer vragen van lezers over Apollo 13 Beantwoord door Jerry Woodfill (deel 2)
Laatste ronde van Apollo 13 vragen beantwoord door Jerry Woodfill (deel 3)
