아폴로 PGNCS

Apollo PGNCS
아폴로 명령 모듈 기본 안내 시스템 구성 요소
아폴로 달 모듈 1차 유도 시스템 구성 요소
아폴로 관성 측정기

아폴로 1차 유도, 항법 및 제어 시스템(PGNCS, pings로 발음됨)은 아폴로 우주선이 예상대로 달 뒤에 있을 때 또는 통신 장애가 발생했을 때 아폴로 우주선이 그들의 임무를 수행할 수 있도록 해주는 자급식 관성 유도 시스템이었다.아폴로 명령 모듈(CM)과 달 모듈(LM)은 각각 PGNCS의 버전을 갖추고 있었다. PGNCS, 특히 그 컴퓨터는 정렬 광학 망원경, 레이더 시스템, 수동 번역 및 우주 비행사와 다른 비행사의 회전 장치 입력을 포함한 LM으로부터의 모든 시스템 입력을 위한 명령 센터였다.LM 시스템에서 uts로 이동합니다.

PGNCS는 찰스 스타크 드레이퍼(Charles Stark Draper)의 지시로 MIT Instrumentation Laboratory에 의해 개발되었습니다(계장 연구소는 나중에 그의 이름을 따서 명명되었습니다).PGNCS의 주요 계약자 및 관성 측정 장치(IMU) 제조업체는 제너럴 모터스의 델코 사업부였다.PGNCS는 다음 컴포넌트로 구성되어 있습니다.

  • 관성 측정 단위(IMU)
  • 아폴로 유도 컴퓨터(AGC)
  • 관성 플랫폼 각도를 서보 제어에 사용할 수 있는 신호로 변환하는 분해 장치
  • 1개는 CM용으로, 다른1개는 LM용으로
  • 항법 베이스(또는 항법 베이스)라고 하는 광학 디바이스와 LM에서 IMU에 대한 랑데부레이더를 견고하게 접속하기 위한 기계 프레임
  • AGC 소프트웨어

버전

아폴로 자이로스코프(IRIG)
아폴로 가속도계(PIPA)

CM과 LM은 동일한 컴퓨터, 관성 플랫폼 및 리졸버를 사용했습니다.가장 큰 차이점은 광학 장치였다.항법 기지는 우주선마다 다른 설치 형상을 반영하여 서로 달랐다.LM의 랑데부레이더는 항모 기지에도 연결되었다.

PGNCS에는 2세대의 CM에 대응하는 Block I과 Block II의 2가지 버전이 있었습니다.블록 I CM에서 발생한 아폴로 1호 화재 이후, NASA는 비록 미사용 임무가 있었지만, 더 이상의 승무원들은 블록 I을 사용하지 않기로 결정했다.블록 I과 블록 II PGNCS의 주요 차이점으로는 전기기계식 해결기를 모두 전자 설계로 교체하고 블록 I의 내브베이스를 폴리우레탄 폼으로 채워진 알루미늄 튜브로 만든 프레임으로 교체하는 것이 있었다.Block II 내비게이션 베이스는 더 가볍고, 더 싸고, 견고했다.

Block I과 Block II의 또 다른 주요 차이점은 복구 가능성입니다.아폴로 계획의 원래 목표는 우주비행사들이 전자 장치를 수리하는 것이었다.따라서 Block 1 PNGCS는 비행 중에 필요에 따라 예비로 교체할 수 있는 많은 동일한 모듈로 설계되었다.그러나 제미니 7호 미션 중 승무원실 내부의 습도가 높고 체액을 취급할 때 발생한 사고로 인해 밀봉되지 않은 전기 연결이 바람직하지 않았습니다.보수성 목표는 블록 II에서 제거되었고 모든 장치와 전기 연결부가 [1]밀봉되었다.치명적인 아폴로 1호 화재는 이러한 우려를 강화시켰다.

드레이퍼는 PGNCS의 부품을 미 해군의 심층잠수구조차량(DSRV)[2]에 사용했다.

관성 측정 단위

아폴로 IMU

IMU는 3개의 축으로 짐벌 처리되었습니다.가장 안쪽에 있는 안정 부재(SM)는 3개의 자이로스코프와 3개의 가속도계가 장착된 6인치 베릴륨 큐브였다.피드백은 자이로스코프의 신호를 분해기를 통해 사용하여 각 축의 모터를 제어합니다.이 서보 시스템은 안정 부재를 관성 공간에 대해 고정시켰다.그리고 나서 가속도계로부터의 신호는 우주선의 속도와 위치를 추적하기 위해 통합되었다.IMU는 드레이퍼가 폴라리스 미사일을 위해 개발한 유도 시스템에서 파생되었다.

관성유도시스템은 완벽하지 않고 아폴로시스템은 시간당 약 1밀리애디안을 표류했다.따라서 별을 관찰함으로써 관성 플랫폼을 주기적으로 재정렬해야 했다.

광학 장치

CM 공간 6분할
아폴로 CM 광학 장치

CM 광학 장치는 IMU 프레임에 고정되는 정밀 육분제(SXT)를 가지고 있어 별과 지구 또는 달의 랜드마크 또는 수평선 사이의 각도를 측정할 수 있었다.시야는 2개, 배율은 28배, 시야는 1.8°였습니다.광학 장치에는 별 관측을 위한 저배율 광시야(60°) 스캔 망원경(SCT)도 포함되어 있었다.옵티컬(광학식) 유닛을 사용하여 공간에서의 CM 위치와 방향을 결정할 수 있습니다.

LM 얼라인먼트 광학 망원경

대신 LM에는 기본적으로 잠망경인 정렬 광학 망원경(AOT)이 있었다.AOT의 외부 요소는 태양 차폐 프리즘으로, 달 하늘의 대부분을 덮기 위해 LM에 대해 6개의 고정된 위치 중 하나로 회전할 수 있었다.각각의 위치는 60°의 시야를 가지고 있었다.회전하면 AOT의 위치가 AGC에 의해 판독이 가능했다; 그물망원반을 두 개의 다른 별에 위치시킴으로써, 컴퓨터는 [3]우주선의 방향을 결정할 수 있었다.

아폴로 11호 명령 모듈 조종사 마이클 콜린스는 광학 장치를 통한 가시성이 표준 이하이며 특정 조명 조건에서는 투시하기가 어렵다고 언급했다.

태양 가리개는 1967년 시험과 모델링으로 우주인들이 달 표면에서 태양빛이나 LM의 주변 부분이 외부 프리즘에 충돌하여 산란된 빛 때문에 별을 볼 수 없게 된 이후 프로그램에 추가되었다.햇빛 가리개를 추가하면 뷰 위치도 3개에서 [1]: p. 41 ff 6개로 늘릴 수 있습니다.

아폴로 9호 달 착륙선의 AOT 태양 가리개

소프트웨어

탑승 안내 소프트웨어는 Kalman 필터를 사용하여 새로운 데이터를 과거 위치 측정치와 결합하여 우주선에 대한 최적의 위치 추정치를 도출했습니다.핵심 정보는 IMU 안정 부재와 기준 좌표계 사이의 좌표 변환이었다.아폴로 프로그램의 argot에서 이 행렬은 REFSMMAT로 알려져 있었다.임무의 단계에 따라 두 개의 기준 좌표계가 사용되었는데, 하나는 지구를 중심으로, 다른 하나는 달을 중심으로 하는 좌표계가 있다.

내비게이션 정보

이름에 "primary"라는 단어에도 불구하고, PGNCS 데이터는 내비게이션 정보의 주요 소스가 아니었다.NASA의 딥 스페이스 네트워크로부터의 데이터 추적은 미션 컨트롤의 컴퓨터에 의해 최소 제곱 알고리즘을 사용하여 처리되었습니다.결과적으로 발생한 위치와 속도 추정치는 PGNCS에 의해 생성된 것보다 더 정확했다.그 결과, 우주 비행사들은 지상 데이터를 바탕으로 AGC에 진입하기 위한 상태 벡터 업데이트를 주기적으로 받았다.PGNCS는 우주선 방향을 유지하고, 달 착륙과 이착륙을 포함한 기동 화상 시 로켓을 제어하고, 계획적이고 예기치 않은 통신 두절 시 항법 데이터의 주요 출처로서 여전히 필수적이었다.PGNCS는 또한 지상 데이터에 대한 점검을 제공했다.

달 탐사선에는 TRW에 의해 제작된 세 번째 항법 수단인 AGS가 있었다.이는 PGNCS에 장애가 발생했을 때 사용하기로 되어 있었다.AGS는 달에서 이륙하거나 사령부와 랑데부하는 데 사용될 수 있지만 착륙에는 사용할 수 없다.아폴로 13호에서는 달 근처에서 가장 치명적인 화상을 입은 후 전력과 냉각수가 적게 필요하기 때문에 PGNCS 대신 AGS가 사용되었습니다.

아폴로 11호

1969년 7월 20일 첫 달착륙이 시도되면서 아폴로 11호 임무 중 두 개의 PGNCS 경보(1201 "사용 가능한 VAC 지역 없음"과 1202 "이그제큐티브 경보, 코어 세트 없음")가 관제 센터로 전달되었다.컴퓨터 시스템의 과부하는 착륙 레이더 데이터와 랑데부 레이더 데이터의 동시 캡처로 인해 발생했습니다.관제소의 지원 요원들은 경보가 무시되어 착륙에 [4][5]성공했다고 결론지었다.

「 」를 참조해 주세요.

  • 새턴 V 계기 장치 - 아폴로 발사체에 사용되는 유도 시스템

레퍼런스

  1. ^ a b Holley, M. D. (May 1976). "Apollo Experience Report--Guidance And Control Systems: Primary Guidance Navigation And Control System Development, NASA TN D-8287" (PDF). Lyndon B. Johnson Space Center, United States. National Aeronautics and Space Administration.
  2. ^ 사일런트 워: 해저냉전, 존 피나 크레이븐, 사이먼과 슈스터, 2002, 페이지 120
  3. ^ 아폴로 달모듈 위치 맞추기 광학 망원경, 아폴로 달 표면 저널
  4. ^ Eyles, Don (2004-02-06), Tales from the Lunar Module Guidance Computer, retrieved 2017-10-01
  5. ^ "Apollo 11 Lunar Surface Journal: Program Alarms". www.hq.nasa.gov. Retrieved 2017-04-16.