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Air and Space MuseumWashington D.C.
Die Apollo-Mondlandefähre (LM = Lunar Module) war ein durch Grumman entwickeltes zweistufiges Fahrzeug, um 2 Astronauten aus der Mondumlaufbahn zur Oberfläche des Mondes und zurück zu befördern. Die Raumfähre wurde nach rein funktionalen Gesichtspunkten entwickelt, wobei Aerodynamik wegen des Vakuums auf dem Mond keine Rolle spielte. Die 4 Landebeine gaben dem Vehikel ein spinnenartiges Aussehen, was ihm den Spitznamen “Spider”einbrachte. Das System bestand aus 2 Stufen: der Abstiegsstufe und der Aufstiegsstufe, von denen jede mit einem eigenen Triebwerk ausgestattet war, die übereinander angeordnet waren.
Die Abstiegsstufe (DS = Descent Stage) war der untere Teil und enthielt neben dem Triebwerk die Tanks für Treibstoff, Sauerstoff, Wasser und Helium. An der Struktur befanden sich außen die 4 einklappbaren Landebeine und die Ausrüstung für die Außenmissionen. Ein nicht unbeträchtlicher Teil der Gesamtmasse der Stufe entfiel schließlich auf die Batterien für die Versorgung des Bordnetzes. Das Abstiegstriebwerk war schwenkbar und lieferte eine Schubkraft von 45 kN. Nach dem Abschluss der Mission diente die Abstiegsstufe als Startbasis für die Aufstiegsstufe. Ein Sprengmechanismus trennte die beiden Stufen voneinander, wobei die Abstiegsstufe auf dem Mond zurückblieb.
Die Aufstiegsstufe (AS = Ascent Stage) enthielt die Kabine für die beiden Astronauten, wobei der mittlere Abschnitt alle Bedienungselementen und die Elektronik beherbergte. Tanks, Antennen, Lageregelung sowie die äußere Hülle wurden um den Zylinder herum gebaut. Um Gewicht zu sparen mussten die beiden Astronauten bei der Landung stehen, wobei sie von Gurten in ihrer Position gehalten wurden. Zwischen den Astronauten befand sich eine Luke, die nach der Landung zum Ausstieg genutzt wurde. Im Mittelabschnitt befanden sich der Lenk- und Kommunikationssysteme sowie der Drucksysteme. Hier wurden auch die Gesteinsproben zum Rücktransport untergebracht. Eine weitere Luke im oberen Bereich des mittleren Abschnitts diente als Verbindung zwischen der Landefähre und dem Kommandomodul. Die Aufstiegsstufe verfügte über 3 Fenster zur Beobachtung der Landung nach unten und zur Kontrolle der Annäherung an das Mutterschiff nach oben. Die Fluglage der Mondlandefähre wurde durch 16 Steuerdüsen, die in vier Gruppen angeordnet waren, kontrolliert. Das fest eingebaute, nicht schwenkbare Triebwerk für den Rückstart vom Mond erzeugte einen konstanten Standschub von 15,6 kN. Das war ausreichend, um die betankt 4,5 Tonnen schwere Aufstiegsstufe zurück in den Mondorbit zu befördern. Die Treibstoffe sind dieselben wie für die Abstiegsstufe. Das Triebwerk war mehrfach zündbar, so dass auch Flugänderungen im Mondorbit nach dem Aufstieg möglich waren.
Apollo 15 war die erste der Missionen, die einen längeren Aufenthalt auf dem Mond vorsahen. Ein batteriebetriebenes Mondauto (= Lunar Roving Vehicle), das zum Transport zusammengeklappt an der Außenseite der Mondlandefähre angebracht war, erlaubte es, sich freier über die Mondoberfläche zu bewegen.
Die Apollo-Missionen begannen ihre Reise zum Erdtrabanten vom Startkomplex 39 des John F. Kennedy Space Centers. Die verwendete Saturn-Rakete gehört zu den leistungsstärksten Trägersystemen der Raumfahrt, die jemals gebaut wurde. Sie wurden hauptsächlich von deutschstämmigen Wissenschaftlern unter Leitung Wernher von Brauns für die amerikanische Raumfahrtbehörde NASA im Rahmen des Apollo-Programms entwickelt. Die Version Saturn V war die eigentliche Mondflugrakete.
S-IC
Die 1. Stufe der Saturn V (S-IC) hatte bei einer Länge von 42 m einen Durchmesser von 10 m. In der Stufe befanden sich zwei separate Tanks. Unten befand sich der Tank für 810.700 Liter RP-1 (= Rocket Propellant 1), durch den die Sauerstoffleitungen auf geradem Weg zu den Triebwerken hindurch liefen, und darüber der Tank für 1.310.100 Liter flüssigen Sauerstoff (LOX). Die Stufe verwendete 5 der riesigen F-1-Triebwerke, wobei die vier äußeren Triebwerke zur Steuerung schwenkbar waren. Die S-IC wurde von Boeing gebaut.
Nach dem Start brannte die erste Stufe für 2,5 Minuten und brachte die Rakete auf eine Höhe von 60 Kilometern. Die Geschwindigkeit betrug bei Brennschluss 8.600 km/h. In diesen 2,5 Minuten wurden etwa 2.000 Tonnen Treibstoff verbrannt.
S-II
Die 2. Stufe (S-II) hatte 10 m Durchmesser. Sie verwendete die Treibstoffkombination Wasserstoff/Sauerstoff und hatte einen Tank, der durch einen isolierten Zwischenboden in zwei Räume für die beiden Treibstoffkomponenten getrennt wurde. Der Wasserstofftank fasste 1.000.000 Liter und der Sauerstofftank 330.000 Liter. Die Stufe verwendete fünf J-2-Triebwerke, die genauso angebracht waren wie die Triebwerke der Erststufe. Die S-II wurde von North American Aviation's Space Division gebaut.
Nach Abwurf der ersten Stufe zündete die zweite. Der Brennschluss erfolgte in etwa 185 km Höhe bei einer Geschwindigkeit von 24.600 km/h.
S-IVB
Die 3. Stufe fasste 253.000 Liter Wasserstoff und 92.000 flüssigen Sauerstoff. Auf der S-IVB befand sich die Instrument Unit (IU), eine von IBM gebaute Steuerungsanlage, die die Rakete während des Fluges kontrollierte und auch für den korrekten Eintritt in die Mondtransferbahn sorgte.
Die dritte Stufe wurde für den Start aus der Erdumlaufbahn in Richtung Mond für mehr als fünf Minuten gezündet. Nach Brennschluss war das Raumschiff auf einer Geschwindigkeit von etwa 38.900 km/h (10,8 km/s) auf Kurs zum Mond. Die Mondlandefähre, die während der ganzen Zwischenzeit im oberen Teil der dritten Stufe verweilte, wurde nun nach Abkopplung des Apollo-Raumschiffs und dessen Drehung um 180° aus der Stufe gezogen.
Technische Daten: F-1-Triebwerk (1 von 5)
- Hersteller: Rocketdyne, Conoga Park, Calif.
- Treibstoff: RP-1 Kerosene, Liquit Oxygen
- Schub: 6,67 Mega-Newton
- Brennzeit: max. 5 Min.
- Treibstoffverbrauch: 154,62 Tonnen/min
- Trockengewicht: 8353 kg
- Leistung der Turbopumpe: 40,4 MegaWatt
- Motor-Gwicht: 8.319 kg
- Düsen-Gewicht: 1.800 kg
- Höhe: 5,60 m
- Durchmesser: 3,7 m
