Lunar escape systems
લૂનર એસ્કેપ સિસ્ટમ્સ (LESS) એ કટોકટી વાહનોની શ્રેણી હતી જે લાંબા સમય સુધી ક્યારેય ન ઉડતા એપોલો મિશન માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી હતી. કારણ કે આ મિશન આયોજિત રદ થયેલા એપોલો મિશન કરતાં વધુ કાલ્પનિક હતા, તેથી ડિઝાઇન ક્યારેય બનાવવામાં આવી ન હતી. આ ખ્યાલ બેલ એરોસ્પેસ દ્વારા ચંદ્ર ઉડતા વાહનનો વિકાસ હતો (ચંદ્ર સપાટીની ગતિશીલતા ડિઝાઇન કે જે ઓછા જોખમી ચંદ્ર રોવરની તરફેણમાં રદ કરવામાં આવી હતી). વિગતો નાસાએ પ્રથમ કેટલીક એપોલો ઉડાનો પછી ચંદ્ર પર લાંબા સમય સુધી રહેવાની યોજના બનાવી હોવાથી, તેમને સંખ્યાબંધ નવા મુદ્દાઓ પર વિચાર કરવો પડ્યો હતો, જેમાંથી એક એ હતો કે જો અવકાશયાત્રીઓ પાછા ન આવી શકે તો શું કરવું. સામાન્ય રીતે અવકાશયાન જેટલું લાંબુ નિષ્ક્રિય હોય છે તેટલું ઓછું વિશ્વસનીય બને છે, તેથી ચંદ્ર પર બે અઠવાડિયાના રોકાણ પછી ચંદ્ર મોડ્યુલ ચડતો એન્જિન અથવા અન્ય આવશ્યક સિસ્ટમો કાર્ય કરવામાં નિષ્ફળ થઈ શકે છે, જેનાથી અવકાશયાત્રીઓ ચંદ્ર પર પૂરતા પુરવઠો વિના ફસાયેલા રહે છે. એક સંભવિત ઉકેલ માટે, નાસાએ સંખ્યાબંધ ઓછી કિંમતની, ઓછા જથ્થાની ચંદ્ર એસ્કેપ સિસ્ટમ્સ (LESS) નો અભ્યાસ કર્યો હતો, જેને ચંદ્ર મોડ્યુલ પર જહાજ પર લાઇફબોટની જેમ બેકઅપ તરીકે લઈ જઈ શકાય છે. 'KISS' એ દિવસનો ક્રમ હતો, જેમાં કોઈપણ કાર્યરત LESS સિસ્ટમ વિશે કેટલીક મૂળભૂત ધારણાઓ હતીઃ LESS એ LM ચડતા તબક્કાની ટાંકીઓમાંથી બળતણનો ઉપયોગ કરશે, તેથી મિશન પર કોઈ વધારાનું બળતણ વહન કરવામાં આવશે નહીં. એપોલો કાર્યક્રમમાં અન્યત્ર ઉપયોગમાં લેવાતી બહુવિધ બિનજરૂરી પ્રણાલીઓને બદલે, LESS તેના ધ્યેયને હાંસલ કરતી વખતે શક્ય તેટલું સરળ હશે. તમામ લાઇફ સપોર્ટ અવકાશયાત્રીઓના સ્પેસ-સૂટ બેકપેક્સમાંથી આવશે. આનાથી LESS ના જથ્થા અને જટિલતામાં ઘણો ઘટાડો થયો, પરંતુ જરૂરી હતું કે અવકાશયાત્રીઓ ચાર કલાકના બેકપેક ઓક્સિજન પુરવઠાની અંદર પરિભ્રમણ કરતા CSM સાથે મુલાકાત કરી શકે. LESS ચંદ્રની સપાટી પર 14 દિવસ સુધી રહેવાનું સમર્થન કરશે. અન્ય મુદ્દાઓ એ હતા કે LESS શક્ય તેટલું હળવું હોવું જોઈએ જેથી LEMની માલવાહક ક્ષમતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો ન થાય અને LMમાં એવી રીતે પેક કરવું સરળ બને કે તે અન્ય માલવાહકમાં દખલ ન કરે. એક પરિણામ એ હતું કે મોટાભાગની રચનાઓમાં અલગ પાડી શકાય તેવા પગનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો હતોઃ પગ ચંદ્રની સપાટી પર ગોઠવવામાં આવતા હતા, તેમની ઉપર LESS જોડવામાં આવતું હતું અને પછી LESS શરૂ થતાં જ પગ પાછળ છોડી દેવામાં આવતા હતા. આનાથી જરૂરી દળમાં સીધો ઘટાડો થયો ન હતો, પરંતુ તેનાથી LESSના ખાલી દળમાં ઘટાડો થયો હતો, જેનાથી તેને ભ્રમણકક્ષામાં લઈ જવા માટે જરૂરી બળતણમાં ઘટાડો થયો હતો, જેનાથી એન્જિનમાંથી જરૂરી દબાણ અને ડિઝાઇનના કુલ દળમાં પણ ઘટાડો થયો હતો. એલ. ઇ. એસ. એસ. એલ. એમ. ઉતરતા તબક્કાની બાજુમાં સપાટ પેક કરશે, અને એલ. ઇ. એસ. એસ. ને નિયંત્રિત રીતે દૂર કરવા માટે હથિયારો અને વાયર પૂરા પાડવામાં આવશે અને ખાતરી કરવામાં આવશે કે તે અવકાશયાત્રીને નુકસાન પહોંચાડે નહીં જે તેને દૂર કરી રહ્યો હતો. એક રક્ષણાત્મક આવરણ પણ સ્લેજ તરીકે બમણું થઈ જાય છે, જેથી એસેમ્બલી પહેલાં સલામત પ્રક્ષેપણ સ્થિતિ સુધી પહોંચવા માટે LESS ને જમીન પર ધકેલી અથવા ખેંચી શકાય છે. એસેમ્બલી કામગીરીમાં ઓછામાં ઓછી 45 મિનિટનો સમય લાગે તેવી અપેક્ષા હતી, જેમાં પ્રક્ષેપણ પહેલાં ચેકઆઉટ અને ઇંધણ માટે વધુ બે કલાકનો સમય લાગતો હતો. લાંબા ગાળાના મિશન પર ક્રૂ સાવચેતી તરીકે મિશનની શરૂઆતમાં LESS ને ભેગા કરી શકે છે. તેના યુગના લાક્ષણિક અવકાશયાનની તુલનામાં LESS ની કટ-ડાઉન પ્રકૃતિને ધ્યાનમાં રાખીને, ડિઝાઇન વચ્ચેનો પ્રાથમિક તફાવત પ્રોપલ્શન, માર્ગદર્શન, નેવિગેશન અને નિયંત્રણમાં હતો. પ્રોપલ્શન લાક્ષણિક LESS ડિઝાઇનમાં લવચીક ઇંધણ ટાંકીઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો જેથી તે સંગ્રહ માટે સપાટ ફોલ્ડ કરી શકે. જ્યારે LESS ને LM ચડતા તબક્કા સાથે જોડવામાં આવ્યું હતું, ત્યારે લવચીક ટાંકીઓ ભરવામાં આવશે અને ઉડાન માટે તૈયાર તેમના સંપૂર્ણ કદ સુધી વિસ્તૃત થશે. કેટલીક ઓછી ડિઝાઇનમાં કેન્દ્રની નીચે એક જ એન્જિનનો ઉપયોગ થતો હતો, પરંતુ ઘણાએ ધારની આસપાસ બહુવિધ એન્જિનનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જે સામાન્ય રીતે આદેશ અને સેવા મોડ્યુલ (CSM) અને ચંદ્ર મોડ્યુલ (LM) પર વલણ નિયંત્રણ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા એપોલો પ્રતિક્રિયા નિયંત્રણ પ્રણાલી (RCS) થ્રસ્ટર્સ પર આધારિત હોય છે. તેમાં દરેકની આસપાસ દબાણ હતું, તેથી ચોરસના ખૂણાઓ પર જોડીમાં આઠ થ્રસ્ટર્સને મૂકવાથી બે અવકાશયાત્રીઓને ભ્રમણકક્ષામાં લઈ જવા માટે પૂરતો દબાણ મળ્યું. આર. સી. એસ. આધારિત ડિઝાઇનનો બીજો ફાયદો એ હતો કે આર. સી. એસ. થ્રસ્ટર્સને દસ મિલિસેકંડ જેટલા ટૂંકા વિસ્ફોટોમાં ફાયર કરી શકાય છે, તેથી જટિલ થ્રોટલિંગ હાર્ડવેરને બદલે તેમને સમય જતાં સરેરાશ થ્રસ્ટને સમાયોજિત કરવા માટે સરળતાથી સ્પંદિત કરી શકાય છે. તેનો ઉપયોગ LESS ની ધારની આસપાસ વિવિધ થ્રસ્ટર્સના ફાયરિંગ દરમાં ફેરફાર કરીને વલણ નિયંત્રણ પ્રદાન કરવા માટે પણ થઈ શકે છે. લાક્ષણિક LESS ડિઝાઇનમાં માર્ગદર્શન માર્ગદર્શન સરળ હતુંઃ અવકાશયાનનું વલણ દર્શાવવા માટે 'આઠ-બોલ', ઉતરાણ પછીનો સમય દર્શાવવા માટે ઘડિયાળ અને આયોજિત પિચ પ્રોગ્રામ. સી. એસ. એમ. અને એલ. એમ. માટે ઓટોપાયલટ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા એપોલો ગાઇડન્સ કોમ્પ્યુટરનું વજન આશરે સો પાઉન્ડ હતું અને તેમાં નોંધપાત્ર માત્રામાં શક્તિનો વપરાશ થતો હતો, તેથી કોમ્પ્યુટર નિયંત્રિત ઉડાનનો પ્રશ્ન જ નહોતો. આ એવા કેટલાક કિસ્સાઓમાંનો એક હશે જ્યાં અવકાશયાત્રીએ જાતે જ રોકેટને ભ્રમણકક્ષામાં ઉડાડ્યું હતું, અને સામાન્ય કરતાં ઘણું ઓછું સાધનસામગ્રી સાથે. અવકાશયાત્રીઓ યોગ્ય ઉતરાણ સમય સુધી રાહ જોશે જે તેમને CSM ની નજીકની ભ્રમણકક્ષામાં મૂકશે, પછી પ્રક્ષેપણ કરશે. પાયલોટ સતત મથાળું પકડી રાખવાનો પ્રયાસ કરશે, અને બર્ન દરમિયાન પૂર્વ-નિર્ધારિત સમયે તે પીચને પૂર્વ-નિર્ધારિત ખૂણાઓ સાથે સમાયોજિત કરશે. આ LESS ના ઊભી અને આડી વેગને નિયંત્રિત કરે છે અને પરિણામે તે જે ભ્રમણકક્ષામાં પ્રવેશ કરશેઃ એન્જિન પૂર્વ નિર્ધારિત સમયે બંધ થઈ જશે જ્યારે તે યોગ્ય ભ્રમણકક્ષામાં પહોંચવું જોઈએ. જો પાયલોટે અવકાશમાં જવાના માર્ગમાં કેટલીક ભૂલો કરી હોય, તો પણ તે જીવલેણ ન હતી. સી. એસ. એમ. પાસે બળતણનો ભંડાર હતો, અને ભ્રમણકક્ષા દાખલ કર્યા પછી LESS સાથે મુલાકાત કરવા માટે યોજનાઓ તેને મહત્તમ 250 મીટર પ્રતિ સેકન્ડના વેગમાં ફેરફાર કરવાની મંજૂરી આપશે. જ્યારે કે તે ભ્રમણકક્ષાના ઝોકમાં વધુ ફેરફારને મંજૂરી આપતું ન હતું, ત્યારે CSM LESS સાથે મેળ કરવા માટે ભ્રમણકક્ષાની ઊંચાઈને નોંધપાત્ર રીતે બદલી શકે છે. પાયલોટ ભૂલોથી સૌથી મોટો ખતરો એ હતો કે સી. એસ. એમ. તેમના સુધી પહોંચે તે પહેલાં ક્રૂમાં ઓક્સિજન ખતમ થઈ જશે. સી. એસ. એમ. થી ટ્રેકિંગને સરળ બનાવવા માટે એલ. ઇ. એસ. એસ. એ ફ્લેશિંગ લાઇટ અને વી. એચ. એફ. રેડિયો બીકનથી સજ્જ હશે. મુલાકાત સ્થળ પર પહોંચ્યા પછી સી. એસ. એમ. પાયલોટ એલ. ઇ. એસ. એસ. સાથે એ જ ડોકિંગ પ્રોબનો ઉપયોગ કરીને ડોક કરશે જેનો ઉપયોગ એલ. એમ. સાથે ડોક કરવા માટે કરવામાં આવતો હતો, અને એલ. ઇ. એસ. એસ. ના આગળના ભાગમાં એક વિશેષ જોડાણ હતું. આના માટે પાયલોટ તરફથી કેટલીક કુશળ ઉડાનની જરૂર પડશે, કારણ કે જો ગરમ એક્ઝોસ્ટ વાયુઓ તેમને અથડાય તો ફ્રન્ટ-ફેસિંગ આર. સી. એસ. જેટનો કોઈપણ ઉપયોગ એલ. ઇ. એસ. એસ. પર અવકાશયાત્રીઓ માટે ગંભીર જોખમ રજૂ કરી શકે છે. એકવાર ડોક થયા પછી CSM પાયલોટ કમાન્ડ મોડ્યુલને દબાવશે અને હેચને અવકાશમાં ખોલશે, જેથી LESS પરના અવકાશયાત્રીઓ કમાન્ડ મોડ્યુલ પર બાહ્ય હેન્ડ-હોલ્ડનો ઉપયોગ હેચ પર ક્રોલ કરવા અને અંદર ચઢવા માટે કરી શકે. ક્રૂ પછી CSM ને LESS થી અલગ કરશે અને જ્યારે તેઓ પૃથ્વી પર પાછા ફરશે ત્યારે તેને ચંદ્રની ભ્રમણકક્ષામાં છોડી દેશે. ગતિશીલતાને માપવા અને અવકાશયાત્રીઓને તેઓ ક્યાં હતા, તેઓ ક્યાં જઈ રહ્યા હતા અથવા તેઓ ત્યાં કેટલી ઝડપથી પહોંચશે તે જણાવવા માટે, અથવા ચંદ્રની સપાટીથી ઊંચાઈ બતાવવા માટે રડાર અલ્ટીમીટર માટે પણ, જડતા માપન એકમ માટે LESS માં કોઈ દળ કે શક્તિ ઉપલબ્ધ નહોતી. ઊંડા અવકાશમાં આનાથી નેવિગેશન મુશ્કેલ બન્યું હોત, પરંતુ અવકાશયાત્રીઓ ચંદ્રની સપાટીની નજીક હતા, તેથી અન્ય વિકલ્પો ઉપલબ્ધ હતા. મોટાભાગની યોજનાઓમાં અવકાશયાત્રીઓને તેમના મથાળાને નિયંત્રિત કરવા માટે ચંદ્રની સપાટી પરના સીમાચિહ્નો વાપરવા માટે કહેવામાં આવ્યું હતું, જ્યારે પિચ કાર્યક્રમમાં ઊંચાઈ અને વેગની કાળજી લેવામાં આવી હતી. LESS ની સરખામણીમાં સીમાચિહ્નને યોગ્ય સ્થિતિમાં રાખીને, તેઓ જાણશે કે તેઓ યોગ્ય માર્ગ પર છે. કેટલીક ડિઝાઇનમાં પાયલોટની સામે ચંદ્રના સીમાચિહ્નો સાથે સંબંધિત કોણ દર્શાવતી ગ્રેજ્યુએટેડ સ્ક્રીનનો સમાવેશ થાય છે. નિયંત્રણ ઓછું વલણ નિયંત્રણ ડિઝાઇનમાં વ્યાપક રીતે વૈવિધ્યસભર છે. કેટલાક લોકોએ દબાણની દિશામાં ફેરફાર કરવા માટે એન્જિનના નોઝલને ગિમ્બોલ કરીને વલણ નિયંત્રણ માટે મુખ્ય એન્જિનનો ઉપયોગ કર્યો હતો. અન્ય લોકો પાસે બહુવિધ એન્જિન હતા અને તેઓ સંબંધિત થ્રોટલિંગ અથવા પલ્સ-રેટનો ઉપયોગ વિવિધ એન્જિનથી થ્રસ્ટને બદલવા અને તે રીતે વલણને નિયંત્રિત કરવા માટે કરી શકતા હતા. કેટલાક ઠંડા ગેસ આર. સી. એસ. થ્રસ્ટર્સનો ઉપયોગ કરે છે જ્યાં રોકેટ થ્રસ્ટરથી ગરમ ગેસ સાથે ક્રૂને જોખમમાં મૂક્યા વિના થોડો જોર પૂરો પાડવા માટે નોઝલમાંથી ઉચ્ચ દબાણ ગેસ (સામાન્ય રીતે નાઇટ્રોજન) છોડવામાં આવ્યો હતો. મોટાભાગના લોકોએ પાયલોટને એક સરળ કંટ્રોલ સ્ટિક વ્યવસ્થા પ્રદાન કરી હતી જે પાયલોટ ઇનપુટના આધારે આપમેળે વલણને સમાયોજિત કરશે. સૌથી સરળ ડિઝાઇનમાં કોઈ વલણ નિયંત્રણ પ્રણાલી નહોતી. તેના બદલે પાયલોટ ઉડાન દરમિયાન ઊભો રહેશે, અને નિશ્ચિત એન્જિનના દબાણના કેન્દ્રની તુલનામાં ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્રને ખસેડવા માટે ફક્ત પાછળની તરફ, આગળ અથવા બાજુ-થી-બાજુ ઝુકશે. પરિણામે, જ્યાં સુધી અવકાશયાત્રી તટસ્થ સ્થિતિમાં પાછો ન આવે અને ગુરુત્વાકર્ષણનું કેન્દ્ર ફરીથી એન્જિનના દબાણ સાથે સંરેખિત ન થાય ત્યાં સુધી ઓફસેટ થ્રસ્ટ LESS ને ફેરવવાનું કારણ બનશે. આખરે, જોકે, આને હાર્ડવેર નિયંત્રણ કરતાં ઓછું ઇચ્છનીય માનવામાં આવતું હતું, ખાસ કરીને કારણ કે તેણે વાહનના દબાણ સ્તર અને જડતા પર નોંધપાત્ર અવરોધો લાદ્યા હતા. જ્યારે LESS મુખ્યત્વે LM ક્રૂ માટે 'લાઈફબોટ' તરીકે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું હતું, ત્યારે એક સરળ રોકેટ જે બે અવકાશયાત્રીઓને લઈ જઈ શકે છે તે અન્ય ક્ષેત્રોમાં પણ ફાયદાકારક રહેશે. લૂનર રોવિંગ વ્હિકલે અવકાશયાત્રીઓને થોડા માઇલ સુધી એકદમ ઝડપથી મુસાફરી કરવાની મંજૂરી આપી હતી, પરંતુ LESSનું સુધારેલું સંસ્કરણ રોકેટ થ્રસ્ટ પર ઘણા લાંબા અંતર પર ઝડપી મુસાફરીની મંજૂરી આપી શકે છે. સ્થિર પગ ઉમેરીને, ઉતરાણના તાણને ટેકો આપવા માટે માળખાકીય તાકાત વધારીને, એન્જિન થ્રોટલિંગને ટેકો આપીને અથવા આર. સી. એસ. એન્જિનના સમૂહનો ઉપયોગ કરીને કે જેને સ્પંદિત કરી શકાય છે, અને લાંબા અંતરની રેડિયો રિલે ઉમેરીને, LESS ડિઝાઇનને લાંબા અંતરની ફ્લાયર (LRF) બનવા માટે વિસ્તૃત કરી શકાય છે. એલ. એમ. માંથી આશરે 1600 પાઉન્ડના પ્રોપેલન્ટ સાથે, અવકાશયાત્રીઓ ઉતરાણ સ્થળની આસપાસના વિશાળ વિસ્તારની શોધખોળ કરવા માટે એલ. એમ. થી ચાલીસથી સાઠ નોટિકલ માઇલની મુસાફરી કરી શકે છે. આ, ઉદાહરણ તરીકે, સંભવિત ભાવિ ઉતરાણ સ્થળોની જાસૂસી યાત્રાઓને મંજૂરી આપશે, અને એલ. આર. એફ. નો ઉપયોગ કટોકટીમાં ક્રૂને સી. એસ. એમ. પર પાછા લાવવા માટે ભ્રમણકક્ષાની ઉડાન માટે પણ થઈ શકે છે. લૂનર ફ્લાઇંગ યુનિટ (LFU) માટે પણ અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો. બેલ એરોસિસ્ટમ્સ કંપની અને નોર્થ અમેરિકન રોકવેલ (એન. એ. આર.) બંનેને 1969માં નાસાના કરાર આપવામાં આવ્યા હતા. બેલના એલએફયુમાં પાયલોટ ઊભો હતો, એનએઆરના એલએફયુમાં પાયલોટ માટે બેઠક હતી. ઉત્તર અમેરિકાએ તેને ચંદ્ર ઉડતું વાહન નામ આપ્યું હતું, જેનું કુલ વજન 618 કિલોગ્રામ હતું. બેલ પોગો, એક ચંદ્ર ફ્લાયર પ્રોટોટાઇપ પણ જુઓ, જે લાંબા અંતરના ફ્લાયર/લ્યુનર ફ્લાઇંગ યુનિટ મૂઝથી અલગ છે-પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષામાંથી અવકાશયાત્રીને પરત લાવવા માટે ઇમરજન્સી બેલ આઉટ સિસ્ટમ પેરાકોન-ઇન્ફ્લેટેબલ શંકુ આકારનું પુનઃપ્રવેશ વાહન. પર્સનલ રેસ્ક્યુ એન્ક્લોઝર-ઇન્ફ્લેટેબલ બોલ-આકારનો સ્પેસ સ્યુટ ગ્રંથસૂચિ જે. ઓ. મેઝેનાઉર, લ્યુનર એસ્કેપ સિસ્ટમ્સ (LESS) શક્યતા અભ્યાસ-સારાંશ અહેવાલ, જૂન 1970 J. O. મેઝેનાઉર, લ્યુનર એસ્કેપ સિસ્ટમ્સ (LESS) ફિઝિબિલિટી સ્ટડી-ફાઇનલ ટેકનિકલ રિપોર્ટ, નોર્થ અમેરિકન રોકવેલ, સપ્ટેમ્બર 1970,597 પૃષ્ઠો. જ્યોર્જ જે. હર્ટ જુનિયર, ડેવિડ બી. મિડલટન અને મેરિયન એ. વાઈસ, ડેવલપમેન્ટ ઓફ એ સિમ્યુલેટર ફોર સ્ટડીઇંગ સિમ્પ્લિફાઇડ લૂનર એસ્કેપ સિસ્ટમ્સ, એપ્રિલ 1971 જ્યોર્જ જે. હર્ટ જુનિયર અને ડેવિડ બી. મિડલટન, કાઇનસ્થેટિક એટીટ્યુડ કંટ્રોલ અને સિમ્પ્લિફાઇડ મેન્યુઅલ ગાઇડન્સ સાથે ચંદ્ર એસ્કેપ ટુ ઓર્બિટ માટે હળવા વજનના વાહનોની ફિક્સ્ડ-બેઝ સિમ્યુલેટર ઇન્વેસ્ટિગેશન, જૂન 1971 ડેવિડ બી. મિડલટન અને જ્યોર્જ જે. હર્ટ જુનિયર, કેટલીક સરળ મેન્યુઅલ માર્ગદર્શન અને નિયંત્રણ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને કટોકટી ચંદ્ર એસ્કેપ ટુ ઓર્બિટનો સિમ્યુલેશન અભ્યાસ, ઓક્ટોબર 1971 સંદર્ભો બાહ્ય લિંક્સ ખોટા પગલાં-LESS: યુટ્યુબ એપોલો પ્રોગ્રામ હાર્ડવેર પર LESS નું ચંદ્ર એસ્કેપ સિસ્ટમ સિમ્યુલેશન