阿波罗计划的“硬件”【系列】

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    Nick

    本文选自《阿波罗·一部看得见的航天史》

    作者:【英】扎克·斯科特

    译者:陈朝

    肯尼迪于1961年5月25日在议会发表演说:“首先,我深信我们的国家将在这个十年结束前完成一个目标,即让宇航员登陆月球并安全返回。没有任何单一的航天计划会比这个更能使人类振奋,也没有任何计划比此对远程宇宙探索更重要。也没有任何计划像登月一样昂贵且充满挑战。”

    我们选择在这个十年登月以及选择实现其他目标,不是因为它们容易,而是因为它们困难,因为这一目标有助于我们最大限度地组织和衡量我们的能力和技能,因为这个挑战是我们乐于接受的,因为这个挑战是我们不愿推迟的,因为这个挑战是我们志在必得的。

    阿波罗计划(Project Apollo)或作阿波罗工程,是美国航空航天局从1961年至1972年从事的一系列载人航天任务,于1960年代的10年中,主要致力于完成载人登陆月球和安全返回地球的目标。阿波罗计划是航空航天局执行的迄今为止最庞大的月球探测计划,“阿波罗”飞船的任务包括为载人登月飞行作准备和实现载人登月飞行,已于1972年底结束。迄今(2019年)40多年来还没有过其他的载人航天器离开过地球轨道。阿波罗计划详细地揭示了月球表面特性、物质化学成分、光学特性并探测了月球重力、磁场、月震等。后来的天空实验室计划和美国、苏联联合的阿波罗-联盟测试计划也使用了原来为阿波罗建造的设备,也就经常被认为是阿波罗计划的一部分。


    地球是人类的“摇篮”。载人航天和深空探测将帮助人类无止境地探索未知的太空,拓展知识的边界,在新的世界中铸就不断延伸的登天之路。今年中国嫦娥五号将搭载长征五号再次前往月球,回首阿波罗计划,人类航天征程道阻且长,除了非凡的勇气,牺牲精神也不可或缺。

    “阿波罗”计划从1961年运行到1972年,将永远作为人类奋斗的里程碑被人类铭记。它是历史上第一次使人类离开我们的星球,去探索另一个世界的征程。它的成就本身已经令人震惊,还不论为达成这样的成就所付出的难以估量的努力。巨大的技术跨越,海量的资金支持和人数众多、技术高超的工作团队都是使计划成功的重要因素。“阿波罗”计划拥有的资源投入是一个国家在和平时期能提供的最大的投入。在鼎盛时期,它共雇用了40万人,前后花费了240亿美元,可折合今天的1100亿美元。

    美国将如此巨大的资源投入这一项目,原因在于和苏联一起参与的太空竞赛。作为第二次世界大战的遗产,政治和经济上深刻的分歧让两个超级大国产生竞争,引发了冷战。尽管双方没有发生正面的武装冲突,两国还是不断寻求优势以便威慑对方。通过发展宇航技术,双方不仅展示了自己是多么的先进,还暗示了它们能够在世界任何地方投放核弹的能力。1957年,苏联已经发射了第一颗卫星(“斯普特尼克”1号),后来又将第一名宇航员尤里·加加林(Yuri Gagarin)在1961年4月12日送上了太空。美国明显落后了。为了赶上苏联,肯尼迪总统提出了挑战:“让一个人类登上月球,再安全地返回地球。”于是,“阿波罗”计划诞生了。

    “阿波罗”计划是美国国家航空航天局(NASA)运行的第三个载人航天工程。最早的工程“水星”计划始于1958年,结束于1963年。它的主要目标是送一台载人航天器进入地心轨道,完成四次飞行。NASA证明了它们可以将人送入太空后,就开始了“双子星座”计划,这一计划在1961年到1966年与“阿波罗”计划并行。它的目标是测试“阿波罗”计划中必要的太空旅行技术。“双子星座”计划主要研发和论证了两架航天器在太空中对接的技术,这对于月球着陆至关重要。

    “水星”计划与“双子星座”计划帮助NASA的科学家、工程师和宇航员尽可能地做好了准备。但是“阿波罗”计划还有更多挑战需要面对。对投身于任务的数千人来说,通过他们的决心、专注和协作的努力,“阿波罗”计划成了人类成就的巅峰,也永远证明了人类一族在设定伟大目标后能够达到的成就。

    航天器

    为了实现让人类登上月球再安全返回的目标,NASA的科学家决定使用他们称之为“月球轨道交会”的技术。这意味着他们会发射一艘宇宙飞船,携带着月球着陆器进入月球轨道。一旦到达月球轨道,着陆器就会分离并带着成员降落到月球表面以便他们探索月球。当航天员回程时,他们会乘坐登月设备的一部分发射升空,回到轨道上的飞船。他们回到主飞船之后,就会抛弃登月设备再返回地球。主飞船被称为指挥/服务舱,而登月设备则叫作登月舱。

    这些飞船不会拥有自己前往月球的能力。为了摆脱地球引力的牵制,需要一枚巨型火箭,于是人们制造了“土星”5号运载火箭(Saturn V)。它是一台三级火箭,也就是说它有三个部分可以逐一点火,每一个部分在使用之后都可以分离。拉丁文数字“V”是5的意思,表示共有五台F1火箭发动机,用以在发射时将火箭推上天空。

    除了送人类到达月球而知名的“土星”5号运载火箭,“阿波罗”计划也使用了其他更小的火箭。早期的无人任务中使用了“小乔”2号(Little Joe II)、“土星”1号(Saturn I)和“土星”1B号(Saturn IB),用于测试火箭和导航技术,并为未来的载人任务收集数据。除了“土星”5号,“土星”1B号是任务中唯一曾经载人的火箭,仅有过一次载人飞行。

    指挥/服务舱

    指挥/服务舱(CSM)分为两部分:指挥舱(Command Module, CM)和服务舱(Service Module, SM)。这两部分在任务进入最后阶段之前始终连接在一起。

    三名宇航员会乘坐指挥舱,舱中注入氧气与氮气,并调节成适宜的温度。他们端坐在调整好的座位上,座位位于仪器和控制设备之后,可以根据任务的不同阶段和飞行状态朝向不同方向。指挥舱的五个舷窗可以看到外面的宇宙空间,也用于在和登月舱对接时进行引导。指挥舱有12个推力器,在和服务舱分离之后启用,用于控制它返回地球大气层。

    服务推进系统(Service Propulsion System, SPS)发动机挂载在服务舱上。在“土星”5号运载火箭用完并分离后,这一系统提供了主要的推力。服务舱的反应控制系统(Reaction Control System, RCS)连接了四台四向推力器,用于调整飞船。服务舱内是燃料和氧化剂罐,以及用于将推进物送入发动机的压力罐。服务舱中也安装了燃料电池和化学电池,为指挥舱提供电力。在任务快要结束,飞船准备进入大气层时,服务舱会和指挥舱分离,只有指挥舱带着任务成员返回地球。空气的摩擦力会让服务舱在返回大气层时燃烧完毕。

    指挥/服务舱

    总质量:30080千克

    净重:11165千

    指挥舱

    成员:3人

    总质量(含成员):5560千克

    未装载质量:5150千克

    可活动空间:5.9立方米

    加压空间:7.65立方米

    携带饮用水:15千克

    携带废水:26.5千克

    总电量:121.5安

    减速伞:2×5米

    飞行员降落伞:3×2.2米

    主降落伞:3×25.4米

    指挥舱侧视图

    指挥舱俯视图

    指挥舱内部空间

    服务舱

    总质量:24520千克

    未装载质量:6015千克

    服务舱贮罐



    服务舱的反作用控制系统

    推力器:16个

    推力(每个):450牛

    燃料:一甲基肼

    氧化剂:四氧化二氮

    燃料质量:200千克

    氧化剂质量:410千克

    服务舱推进系统

    发动机:AJ10-137

    推力:91000牛

    燃料:航空肼50

    氧化剂:四氧化二氮

    燃料质量:6915千克

    氧化剂质量:10980千克

    指挥舱反作用控制系统

    推力器:12个

    推力:420牛

    燃料:一甲基肼

    氧化剂:四氧化二氮

    燃料质量:24千克

    氧化剂质量:48千克

    服务舱侧视图

    登月舱

    登月舱包含两部分:下降级和上升级。这两部分连为一个单元,在宇航员要离开月球表面时指导他们。登月舱有四条承重腿,用于在月球时支撑自身,它们在“土星”5号运载火箭运载过程中会折叠起来节省空间,只有到了月球轨道才会展开。登月舱只能在真空中操作,它的空气动力学设计不适合在大气层内飞行。

    在下降级上安装有下降级推进系统(Descent Propulsion System, DPS),这个系统在飞船着陆时用于减速,也给宇航员足够的时间悬空挑选适合的着陆地点。DPS包括压力罐、氧化物罐和燃料罐,以及发动机和把它们连接在一起的装置。在后期的任务中,月球车也安装在下降级上。当任务成员准备好离开月球后,下降级会和上升级分离,成为一个发射平台。“阿波罗”任务最终在月球表面留下了6台登月舱下降级。

    上升级是任务成员的小空间,可以搭载两人,以及飞行控制系统和其他仪器。内部有着纵横交错的吊床,以便航天员休息、睡觉。它像指挥舱一样拥挤,外部也安装了4组四向反应控制系统推力器用于操作。如果指挥舱推进器停止工作,登月舱推力器也可以用于推进飞船。上升级也包含上升级推进系统(Ascent Propulsion System, APS),当月球表面任务结束需要起飞时启用。一旦进入轨道,在任务成员返回指挥舱之后,登月舱上升级就会被分离射入太阳轨道或者在月球上坠毁。

    登月舱

    总质量:15305千克

    未装载质量:6850千克

    登月舱上升级

    成员:2人

    总质量(含成员):4700千克

    未装载质量:2150千克

    可活动空间:4.5立方米

    加压空间:6.7立方米

    携带水:38.6千克

    电池:2节

    总电量:592安

    上升级推进系统

    发动机:贝尔LMAE

    推力:16000牛

    燃料:航空肼50

    氧化剂:四氧化二氮

    燃料质量:785千克

    氧化剂质量:1570千克

    反应控制系统

    推力器:16个

    推力(每个):440牛

    燃料:一甲基肼

    氧化剂:四氧化二氮

    燃料质量:97千克

    氧化剂质量:190千克

    登月舱上升级存储

    登月舱下降级

    总质量:10335千克

    未装载质量:2150千克

    电池:2节

    总电量:592安

    携带水:150千克

    承重腿:4条

    足板直径:0.91米

    装载状态的登月舱

    登月舱推进系统

    发动机:TRW LMDE

    推力:45040牛

    燃料:航空肼50

    氧化剂:四氧化二氮

    燃料质量:2735千克

    氧化剂质量:5300千克

    登月舱下降级存储

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    Nick

    月球车

    1971年“阿波罗”15号第一次使用的“阿波罗”月球车,被很多人称为“月球小虫”。一共有四台月球车被制造出来,在“阿波罗”16号和17号上又使用了两次。它的设计目的是让宇航员可以探索更广大的月球区域,之前靠步行是做不到的。在早期的月球着陆任务中,宇航员受限于笨重的太空服和各种设备,只能在登月舱附近短程步行。

    月球车是一种四轮车辆,靠电力驱动,设计最大速度为13千米每小时。它可以承载两倍于自身的重量,可以轻松地在月球表面运送两名宇航员、他们的设备和月岩标本。和普通的汽车不同,月球车用一个独立的“T”形操纵杆控制,而不是用方向盘和踏板。这个操纵杆可以操作四台驱动马达和两台转向马达。前后轮都可以转向,让月球车可以转非常小的弯,打开操纵杆上的一个开关,再向后拉操纵杆就可以倒车,直接向后拉操纵杆则是刹车。在月球车前面安装了彩色电视摄像机,较之之前的任务,可以拍摄质量更高的图像。

    月球车被证明非常可靠,只有过一两次微小的意外。在17个月相对非常短的时间内设计、建造和测试,月球车却能够在“阿波罗”15到17号中帮助宇航员取得重要科学发现。三辆月球车到了月球,直到今天还留在那里。就像登月舱的下降级一样,月球车也被设计为在航天员返回地球后继续留在那里。

    月球车

    装载质量:726千克

    未装载质量:210千克

    最大速度:14千米/小时

    轮距:2.3米

    离地高度:0.35米

    转向半径:3.05米

    电池:2节

    总电量:242安

    电压:36伏

    行驶距离:92千米

    月球车轮

    车轮:4个

    能量(每个):190瓦

    质量(每个):5.4千克

    直径:0.81米

    宽度:0.23米

    折叠状态顶部视角

    折叠状态后方视角

    仪表盘

    操纵杆

    月球车正面

    月球车顶部

    月球车侧面

    月球车后面

    “土星”5号运载火箭

    “土星”5号运载火箭作为最大也是最强力火箭的纪录已经保持了50年。1966年到1973年,共有13枚“土星”5号运载火箭发射升空,不仅支持了“阿波罗”计划,也将“天空实验室”空间站送入太空。制造一台“土星”5号运载火箭的花费约1.85亿美元(超过今天的10亿美元),而且这种巨型火箭的每一部分都会在任务中被抛弃。

    火箭由沃纳·冯·布劳恩(Wernher Von Braun)设计,当时他领导了一队科学家在陆军火箭设计部门工作。“土星”号火箭的总体表现稳定。但也有两次,“阿波罗”6号和13号,火箭发射时遭遇过发动机熄火。然而它依然能处理好这种突发状况,依靠余下的发动机工作更久来弥补损失,并最终完成任务。在长达七年的服役中,“土星”5号运载火箭从未损失过载荷。

    “土星”5号运载火箭

    S-IVB第三级

    装载后质量:123000千克

    未装载质量:13500千克

    发动机型号:J2

    发动机数量:1个

    推力:1001千牛

    氧化剂:液态氧

    燃料:液态氢

    氧化剂质量:90500千克

    燃料质量:19000千克

    点火时间:165+335秒

    (两次点火)

    S-II第二级

    装载后质量:480900千克

    未装载质量:53900千克

    发动机型号:J2

    发动机数量:5个

    推力:4400千牛

    氧化剂:液态氧

    燃料:液态氢

    氧化剂质量:358000千克

    燃料质量:69000千克

    点火时间:367秒

    S-IC第一级

    装载后质量:2280000千克

    未装载质量:190000千克

    发动机型号:F1

    发动机数量:5个

    推力:33850千牛

    氧化剂:液态氧

    燃料:RP1

    氧化剂质量:1440000千克

    燃料质量:650000千克

    点火时间:150秒

    “土星”5号运载火箭综合信息

    装载后质量:2883900千克

    未装载质量:257400千克

    F1发动机

    J2发动机

    F1发动机

    质量(净重):8400千克

    推力:6770千牛

    膛内压力:6650千帕

    点火温度:3300摄氏度

    氧化剂:液态氧

    燃料:RP1

    氧化剂消耗速度:1790千克/秒

    燃料消耗速度:788千克/秒

    J2发动机

    质量(净重):1438千克

    推力:1033千牛

    膛内压力:5260千帕

    点火温度:3180摄氏度

    氧化剂:液态氧

    燃料:液态氢

    氧化剂消耗速度:204千克/秒

    燃料消耗速度:37千克/秒

    “土星”5号运载火箭发动机设置

    第三级

    第二级

    第一级

    A7L型宇航服

    “阿波罗”任务中使用的宇航服基于“双子星座”计划中航天员的装备,然而已经做了重大升级。所有“阿波罗”的航天员都穿着A7L型宇航服,后期任务中,包括“阿波罗”-联盟号任务和天空实验室任务,还使用了改进的版本。

    宇航服本身包含五个主要分层。紧贴航天员皮肤的是液体冷却服,这是一件附有细细的管子的贴身衣服;之后是一层尼龙,用于保证舒适;再之后有一层压力气囊,让航天员在穿上压力服后可以方便地活动关节。在气囊之外还有一层尼龙,用于固定气囊。一个特制的拉链位于后背,从肩膀延伸到腰部。这个拉链不仅用于穿衣,也用于保持宇航服内的压力。最后是一层遮罩,穿在压力服之外。它被设计用于隔热,防止撕裂或磨破,以及防护微陨石。头盔和手套通过密闭金属环和压力服相连,同时靴子是一双保护用的靴套,套在宇航服必需的压力靴之外。在月球上时,头盔上还会戴上一个外部面罩,防止航天员的研究被有害的紫外线伤害。

    背包叫作便携式生命维持系统(Portable Life Support System, PLSS),它让航天员可以离开宇宙飞船活动。它提供了可呼吸的氧气,同时冷却循环压力气囊中的氧气,并冷却循环液体冷却衣中的水。它还提供了双向的语音通信。A7L型宇航服是为每一个“阿波罗”航天员定制的,每人三套:一套用于任务,一套用于训练,还有一套备用。

    A7L型宇航服

    制造商:

    ILC多佛公司和汉密尔顿标准公司

    宇航服

    使用压力:25.5千帕

    内容积:0.12~0.15立方米

    内未使用的容积(在穿着时):0.06立方米

    主生命维持系统能力:6小时

    备用生命维持系统能力:30分钟

    舱内活动宇航服质量:28.1千克

    舱外活动宇航服质量:34.5千克

    头盔

    材质:聚碳酸酯

    面罩

    外部:金压膜聚碳酸酯

    内部:防紫外线塑胶玻璃

    饮水袋

    体积:0.6升

    便携式生命维持系统

    便携式生命维持系统

    质量:28.4千克

    氧气罐压力:7000千帕

    电池:279瓦时

    冷却水:3.9升

    A:升华装置

    B:通风阀感应器

    C:主氧气瓶

    D:辅助水罐

    E:压力感应器

    F:电池

    氧气净化系统

    质量:19.0千克

    A:氧气瓶

    B:热指示灯

    C:仪表盘

    便携式生命维持系统控制单元

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    Nick

    火箭运输车

    “土星”火箭是如此巨大而沉重的机械,需要制造火箭运输车来将它送上发射点。制造完成的火箭运输车成了世界上最大的自走车辆。它的顶部宽广平直,比一个足球场还要大,它的每一条履带比一辆大巴车还要大,它的总重量超过2700吨。它通过位于前后两端的两个控制室来驾驶,顶部的每一端都可以独立升降,保证火箭可以在运输中保持垂直。共有两台火箭运输车被制造出来,目前依然在使用。

    在任务准备过程中,火箭运输车会携带移动发射平台,包括脐带式发射塔,全部进入航天器装配大楼。当“土星”5号火箭在平台上装配完毕,火箭运输车会带着所有设备离开大楼,行驶6千米到达发射点。这一趟旅程平均耗时5小时,在装有设备时,火箭运输车的最高速度可以达到1.6千米每小时。移动发射平台会被安置到发射点,火箭运输车会回到一个安全位置。在发射结束后,火箭运输车还会把发射平台带回航天器装配大楼。

    火箭运输车

    总质量:2500000千克

    装载后最大速度:3.22千米/小时

    未装载最大速度:1.62千米/小时

    直流电系统(行驶)

    引擎:Alco 251

    数量:2台

    气缸(每台):16个

    动力(每台):275马力

    燃料:柴油

    发电机:4台

    动力(每台):1000千瓦

    交流电系统(转向)

    引擎:White-Superior

    数量:2台

    气缸(每台):8个

    动力(每台):1065马力

    燃料:柴油

    发电机:2台

    动力(每台):750千瓦

    燃料

    总量:19000升

    燃料效率:296升/小时

    载重量

    底盘:1000000千克

    移动发射平台:3990000千克

    移动发射平台和“土星”5号(未装载):4295000千克

    液压系统

    转向

    泵:4台

    体积流率:2.7升/秒

    系统压力:35850千帕

    平衡与升降

    泵:8台

    体积流率:4.55升/秒

    系统压力:20700千帕

    底部

    履带车(底部支架):4组

    履带:8组

    拖拽马达:16台

    拖拽马达动力(每台):375马力

    履带片

    数量(每条):57块

    质量(每块):907千克

    移动发射平台

    移动发射平台是为了在建造、运输和发射过程中支持“土星”5号而研发的。它本质上是一个巨大的金属盒子和一个与“土星”引擎对齐的盖子。发射过程中,盖子会正对着火箭朝下喷射出的火焰。共制造了三台移动发射平台,经过一系列升级,至今还在为其他发射任务服务。当固定不动时,共有六部支架将移动发射平台从地面支撑起6.7米,允许火箭运输车驶入。脐带式发射塔会立在移动发射平台之上。连接发射塔和“土星”火箭的扶臂为火箭提供消耗品以及各种服务。

    移动发射平台

    移动发射平台

    质量:3730000千克

    层数:2层

    支撑支架:6部

    A层房间:21个

    B层房间:22个

    脐带式发射塔

    高度:121.8米

    质量:1985000千克

    层数:18层

    电梯:2部

    服务扶臂:8架

    通行扶臂:1架

    抗风能力:110千米/小时

    航天器装配大楼

    航天器装配大楼(Vehicle Assembly Building, VAB),或者像一开始那样,称作垂直装配大楼(Vertical Assembly Building),是为垂直搭建“土星”5号而建造的。1966年落成时,它是世界上最大的建筑之一,至今也还是地球上最大的单体单空间建筑物。内部,有4个区域用于检测与搭建火箭和“阿波罗”飞船。一共有71架起重机和升降滑轮用于移动各种巨大的零件。4扇通向各区域的大门依旧是世界上最大的,一次开启或关闭需要45分钟。

    建筑计划

    大门:4扇

    层数:1层

    升降设备:71部

    占地面积:32375平方米

    建筑体积:3665000立方米

    抗风能力:200千米/小时

  • l
    lam4
    美帝没有苏联刺激,直接停滞,现在需要中帝刺激一下 iOS fly ~
  • w
    waterfish007
    不错,这个有没有pdf合集呢,放ipad或者kindle细看。 一开始我是拒绝的
  • s
    superflaner
    最喜欢科普 谢谢 iOS fly ~
  • N
    Nick
    顶楼有全部链接,你可以用kindle推送过去
  • N
    Nick
    感兴趣的话,还可以看一下纪录片系列:https://www.bilibili.com/video/av16932695/?p=5
  • z
    zsdicky
    马克一下再看
  • F
    FanZhen2002
    阿波罗·一部看得见的航天史http://gen.lib.rus.ec/book/index ... D3924A9D975DDAB2ED7
  • 大公知
    回复13#FanZhen2002


    谢谢。
  • v
    v4xyz
    mark 真是了不起的人类工程
  • q
    qiuike
    不错,晚上看
  • h
    hjkl0001
    谢谢分享 iOS fly ~
  • a
    alexandrite
    谢谢分享,有时间仔细看
  • 金牙
    马克一下
  • 五祖慧能
    马克,回头慢慢看
  • l
    lm70cc
    马克一级。
  • k
    kexin
    马克一下 iOS fly ~
  • f
    fushia
    太长了
  • 坏篓篓
    哇,这个必须mark
  • r
    rdzn
    超棒!谢谢楼主!
    另外第一个登上月球的人真勇敢,风险太大了。
  • z
    zgws1001
    好文,马克
  • g
    gum_lee535
    马卡一下
  • s
    shutup!
    mark.
  • 于将军
    学习了 iOS fly ~
  • 退
    退休工人
    国内不是很多人说这是假的?
  • N
    Nick
    阿波罗登月计划的计算机,CPU是16位,主频2MHz,包含一个2K的RAM和36K的ROM,论数据,比不上现代的计算器。

    哈勃望远镜的计算机:DF-224,其CPU的时钟频率是1.25MHz,也只有32K内存,后来在1999年换上了25MHz的486CPU。

    好奇号火星探测器的CPU:IBM RAD6000,256M内存,带有2G的Flash外存,CPU能力能达到400MIPS,已经算是航天器里的顶级配置了,但就这个配置,放到家用计算机里,至少也是十多年前的水平。

    那么,为何其计算机配置如此之低?

    一个重要的原因,其主计算机往往直接或间接暴露在宇宙各种高能射线的轰击之下。

    且电子信号频率越高越容易被干扰。

    而航天计算机往往是用来执行各种科学任务,这就要求其设备的绝对稳定性,一旦损坏维修的可能性几乎为0,也容易误导地面科研人员。解决干扰的重要方式就是降频。

    而且,航天设备往往会携带冗余设备,也就是说,其实真实的存储容量并不会这么低,但由于为了防止带电粒子进入电子设备导致其数据反转,所以,对多个cpu的计算结果的判断与储存也就占用了很大的空间。

    对于处理图像来说,够用了,因为星际带宽很低。

    不过,那些载人的航天器,由于其有屏蔽辐射的功能,宇航员的电子设备还是可以在舱内使用的。

    阿波罗导航计算机设计

    阿波罗制导计算机(AGC)是一个数字电脑制作的阿波罗计划,命令模块(CM)和登月舱(LM)的安装,船上每个阿波罗。飞船的制导,导航和控制的AGC提供的计算和电子接口。AGC的字长16位,15个数据位和1个校验位。对AGC软件大部分被储存在一个特殊的只读存储器称为核心绳内存,塑造编织通过电线磁芯,尽管提供了少量核心内存的读写。

    宇航员沟通与AGC 的AGC和DSKY的用户界面使用一个数字显示屏和键盘称为DSKY。在阿波罗计划的20世纪60年代初由MIT仪器实验室开发的。AGC是第一个显着集成电路的计算机。

    AGC的设计MIT仪器实验室的查尔斯·斯塔克德雷珀下,所导致的硬件设计埃尔登C·霍尔。早期的建筑工作从JH Laning小,来到阿尔伯特·霍普金斯,拉蒙·阿隆索,休·布莱尔-史密斯。飞行硬件是由雷神公司制造。

    阿波罗飞行计算机是第一次使用集成电路(IC)电路。而我的座版本采用4100芯片,每个包含一个单一的3输入NOR门,后第二座版本(用于载人飞行)用两个3输入NOR门2800集成电路,每个:34 “ 使用电阻晶体管逻辑电路(RTL)的扁平封装集成电路,飞兆半导体,实施。他们通过卷线连接,布线,然后在铸造嵌入式环氧塑料。避免使用单一类型的IC整个AGC(双??NOR3)的问题,困扰着另一个早期的集成电路计算机设计,民兵II 制导计算机,它使用的混合二极管晶体管逻辑电路和二极管的逻辑门。

    计算机磁芯存储器只读芯绳内存和36 kilowords的 2048字擦除。两者有11.72微秒的周期时间。存储器字的长度为16位:15位数据和1奇校验位。在CPU内部的16位字的格式是14位数据,1 溢出位,1个符号位。


    阿波罗导航计算机显示屏和键盘(DSKY)接口命令模块的控制面板,安装在飞行主任姿态指示器(FDAI)以上。



    图1:登月舱

    LM-1,又称阿波罗5,6小时无人任务在地球轨道上的登月舱(LM)的。日期为1968年1月22日,。对于我们这些LM制导计算机(LGC公司)开发的机载软件,这是我们第一次飞行。现在在我们曾经似乎不可能遥远的事件。

    任务包括两个LM的推进系统(DPS),射击。它有三个部分,旨在模拟的“刹车”阶段,轨道下降的阶段,一个真正最后的着陆阶段。但首先是为了模拟机动,着陆之前的下降轨道插入烧伤。这是LM的血统的发动机在飞行中发射的第一个,持续时间约38秒。

    我们听到的“引擎”。几秒钟过去了。“停机”。

    笔者的调查表明,这个问题是在别处。对于DPS的燃油系统,正常的程序是打开阀门,允许进入当时多方面的推进剂燃料发动机点火前武装,几秒钟的时间。但是从油管进入发动机的燃料通过控制阀,调节的LM-1被怀疑是漏水。自燃推进剂发动机(这可能有爆炸性的后果)。

    非正式的,该方案被称为“绳索”,因为只读存储器的耐用的形式把它们转化为飞行,它类似于一个铜丝编织绳。为登月任务,“固定”(只读)内存36K字,每个字15位加一个奇偶校验位组成,可用于程序。此外,有2K字的巧妙分时“擦除”或RAM内存。允许相同的阿波罗制导计算机(AGC),在命令模块(CM)中的程序被称为巨像,它是正确的说,我们降落在月球上152字节的计算机内存。

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    图2:阿波罗LM制导和导航系统(PGNS)

    AGC的包装在一个坚固,密封,铝,镁框,在金色的阳极,测量大约六英寸,一只脚由两英尺,重达70磅,消耗大约55瓦。其逻辑是扁平封装集成电路封装在两个各5600 3输入NOR门。机舱的主要设计师大胆的决定,为这台计算机中使用集成电路技术,尽管它在60年代初期技术并不成熟。

    对准望远镜和惯性测量单元(IMU),在一个固定的几何关系。图2说明了LM的主引导系统组件和高层次的接口。

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    图3:的登月舱显示和键盘组(DSKY)

    DSKY(图3)是LGC公司为主体的人机界面。它的显示提供了三个5位数的寄存器。


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    阿波罗制导计算机乍一看就像是一个由两部分组成的黄铜手提箱,总长24×12.5×6.5英寸(61×32×17厘米)、重70磅(14公斤)。

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  • l
    lwr7
    谢谢楼主分享,收藏了
  • X
    Xiaoqiang788888
    iOS fly ~
  • N
    Nick
    [双语科普]带你了解阿波罗飞船的导航计算机[给没组重制|720P]

    https://www.bilibili.com/video/av20992927/
    https://www.youtube.com/watch?v=ULGi3UkgW30
  • z
    ziranww
    有营养的帖子,马克
  • 尤舒拉
    请D版所有电工朋友们 深刻学习此文 我们共同研究研究
  • p
    packingbox
    感觉跟当年的钢铁怪兽战列舰一样一去不复返了。 iOS fly ~
  • c
    cookite_li
    不是说登月是假的吗? 到底是不是假的? 这玩意, 想想, 工程量太球大了。 还要返回,
  • v
    viaj
    德味啊!这科普贴HiPDA·NG
  • 少正猫
    马克备用
  • c
    changyou
    点赞!~~~~~
  • 吹雪
    好文 很不错 感谢分享
  • x
    xmonkey
    多谢分享
    这才是d版