Vývoj lunárneho modulu (LM)

Lunárny výsadkový modul z programu Apollo sa mohol pokladať za prvú a doposiaľ jedinú skutočnú kozmickú loď použitú pri pilotovanom lete. Skonštruovali ho iba pre lunárne operácie. Pretože na Mesiaci nie je nijaká atmosféra, zodpovedal tomu jeho podivný až bizarný tvar, ktorý mu znemožnil, aj pre výraznú krehkosť konštrukcie, každý pokus o návrat do zemskej atmosféry. Technický návrh bol veľmi elegantný. Na mesačnom povrchu mala spočinúť kombinovaná dvojdielna loď, skladajúca sa zo zostupového a štartovacieho stupňa. Po splnení úloh na Mesiaci sa štartovací stupeň odpojil od spodného pristávacieho stupňa, ktorý v tejto chvíli slúžil ako štartovacia rampa a opustil povrch Mesiaca. Na obežnej dráhe sa štartovací modul pomocou svojich polohových, stabilizačných a manévrovacích motorčekov (dva okruhy po ôsmich motoroch Merquardt s ťahom 0,44 kN, teda celkom celkove 16 motorčekov) spojil s veliteľskou loďou a po prestupe posádky sa už ako nepotrebný odhodil. Lunárny modul bol teda úplne a samostatne funkčný a veľmi zjednodušene povedané ho tvorila jedna skriňa položená na vrchnú stranu väčšej debne, ku ktorej boli z boku pripevnené štyri nohy. To všetko bolo veľmi krehké až s papierovo tenkými stenami - výška vyše 7 m, rozpätie oporných nôh 9 m, hmotnosť okolo 16 ton. Podľa slov istého pracovníka NASA modul vyzeral ako “obrovský chrobák z iného sveta”. Kým prípravy rakety Saturn V a veliteľskej sekcie lode Apollo postupovali veľmi rýchle, scenár stretnutia na obežnej dráhe okolo Mesiaca nebol schválený až do roku 1962. V januári 1963 vyhrala konkurz na vývoj a stavbu výsadkového modulu firma Grumman Aircraft Corporation so sídlom v Bethpage (štát New York). Zásadné rysy projektu projektu a niektoré podrobnosti boli síce schválené už nejaký čas predtým a konštruktéri nemuseli prerušovať prácu, ale ďalšie, a často rozhodujúce prvky ešte len čakali na svoju definitívnu podobu. a doriešenie. Boli to napríklad pristávacie nohy.

Ich vývoj prebiehal až do pomerne neskorého štádia bez presnejších informácií o tom, ako mesačný povrch naozaj vyzerá, či a aký je na ňom prach, koľko ho tam je a či je povrch dostatočne pevný (vedenie NASA iba rozhodlo, že priemer opier pristávacích nôh treba zväčšiť takmer na 1 meter, že lunárny modul bude počas štartu ukrytý v adaptéry medzi pomocnou sekciou lode Apollo a stupňom S-IV a že nohy budú v zloženom stave sklopené). Tieto rôzne neistoty ovplyvňovali pochopiteľne , návrh celej kozmickej lode i úvahy o celkovej hmotnosti, ktorá spätne pôsobí na potrebnú ťahovú silu raketových motorov. Podmienky pre prácu neboli do roku 1965 vôbec dobré. Až v tom roku sa podarilo vyriešiť väčšinu sporných detailov a získať odpovede na všetky otázky, ktoré stavba modulu kládla. Z konštrukčných dôvodov sa napríklad upustilo od priveľkých priezorov, ktoré mali podľa predstáv zaistiť dobrú viditeľnosť počas pristávania a z kabíny boli celkom odstránené sedačky pre posádku. Skúšky totiž ukázali, že postačí, aby obaja kozmonauti stáli. Ich pohľad na prístroje i výhľad cez neveľké trojuholníkové priezory na mesačný povrch počas pristávacej operácie sa tým zlepšil, pričom v kabíne sa ušetrilo veľa miesta a nezvýšila sa ani hmotnosť modulu. Nie vlastnou vinou sa firma Grummam borila s najrôznejšími problémami pri stavbe aparátu, ktorý sa plným právom označoval za jeden z najkritickejších bodov celého programu Apollo. Vývoj celkom nových zariadení pre lunárny modul, najmä pre životne dôležité operácie, akými bolo priblíženie k CSM po štarte z Mesiaca, navádzanie na pristátie, navigácia a podobne, prebiehal so značnými ťažkosťami. Odborníci nimi rátali. Boli dokonca pochopiteľné. Veď predtým nikto podobné otázky neriešil. Nemenej náročná bola stavba oboch raketových motorov výsadkového modulu. Motor MIRA 10500 firmy TRW System pre pristávací stupeň vyvíjal ťah regulovateľný v rozmedzí 4,7 kN do 47,6 kN (základnou podmienkou bolo, že musí pracovať 900 sekúnd. Palivom bola samozápalná zmes Aerozin 50 a oxid dusičitý O). V programe pilotovaných kozmickýcjh letov to bolo niečo celkom nové a išlo zrejme o aj významnejšiu úlohu celého projektu. K úspešnému motoru viedla nesmierne náročná cesta. štartový stupeň bol vybavený motorom Bell 8258 Aerosystems (mal konštantný ťah 15,6 kN, pohonné látky boli zhodné s motorom pristávacieho stupňa a motor musel pracovať 10 minút). Tento motor bol síce menej komplikovaný, ale aj jeho vývoj a skúšky sprevádzali početné problémy. Napríklad nestabilné horenie. Celkom zásadná však bola požiadavka na jeho absolútnu spoľahlivosť. Motor nesmel zlyhať, pretože inak by obaja kozmonauti zostali na Mesiaci bez možnosti záchrany. Riziko zmenšovali vysoko racionálnym technickým prístupom. Napríklad elektrickú energiu namiesto palivových článkov dodávali jednoduché striebro-zinkové akumulátory. Samozápalná zmes pohonných látok celý systém zjednodušovala a podstane zvyšovala koeficient spoľahlivosti. Napriek prísnemu programu obmedzení hmotnosti sa však na celý systém doslova nabaľovali ďalšie kilogrami a navyše technici v závere vývoja našli v hliníkovej pristávacej konštrukcii trhliny. Hoci sa harmonogram prác v rôznych etapách výrazne oneskoroval, napriek mnohým problémom bol lunárny modul dokončený včas, aby nakoniec zohral vynikajúcu úlohu v úspechu celého programu Apollo.

Vývoj často prinášal mnohé, až kuriózne situácie. V jednej z jeho ranných fáz napríklad niektorý odborníci celkom vážne navrhovali, aby kozmonauti nezostupovali z kabíny výsadkového modulu na mesačný povrch po rebríku, ale po pevnom lane s pravidelne naviazanými uzlami. Všetky práce v hlavnom riadiacom stredisku kozmických letov v Houstone preberali doslova pred očami verejnosti. Aj televízni diváci často sledovali reportáže, ktoré mali svojím spôsobom “celkom cielený charakter a mohli publikum upokojiť”. Také zábery sa potom opakovane objavovali na televíznych obrazovkách, aby dokázali, že každej, hoci zdanlivo najmenšej podrobnosti sa venuje náležitá pozornosť a život posádok je tak zabezpečený. V konečnom dôsledku to malo, pochopiteľne, vyvolať úctu k technickej veľkoleposti programu Apollo.