System łączności modułu księżycowego

Rozmieszczenie anten łączności na członie wznoszenia modułu księżycowego

System łączności modułu księżycowego – organizacyjno-techniczny zespół ludzi i środków umożliwiających transmisje informacji oraz przetwarzanie danych na odległość wykorzystywany w programie Apollo do komunikacji z załogą modułu księżycowego i jego aparaturą.

Zadania systemu łączności

Podczas lotu i na powierzchni księżycowej realizował połączenia pomiędzy:

  • modułem księżycowym (ang.) lunar module (LM) i centrum łączności kierowania załogowymi lotami kosmicznymi (ang.) Manned Space Flight Network (MSFN)
  • modułem księżycowym i modułem dowodzenia/serwisowym (ang.) Command Service/Module (CSM)
  • modułem księżycowym i astronautami realizującymi spacery księżycowe (ang.) extra-vehicular activity (EVA)

Od misji Apollo 15 począwszy do poruszania się na powierzchni Księżyca stosowane były księżycowe pojazdy kołowe (ang.) Lunar Roving Vehicle (LRV), na których zamontowane były anteny i urządzenia radioelektroniczne do bezpośredniej łączności z Ziemią.

Za pośrednictwem systemu łączności ang. Communications Subsystems (CS) przesyłane były następujące rodzaje informacji:

W czasie lotu, kiedy statki kosmiczne LM i CSM były rozdzielone i obydwa znajdowały się po widocznej z Ziemi stronie Księżyca, CS dostarczał łączność z MSFN[a] w paśmie S i łączność z CSM w zakresie VHF. Kiedy LM i CSM znajdowały się po niewidocznej z Ziemi stronie Księżyca, łączność z MSFN była niemożliwa, CS zapewniał łączność z CSM w zakresie VHF.

Kiedy LM i CSM znajdowały się po niewidocznej z Ziemi stronie Księżyca i łączność z MSFN była niemożliwa, kanał A[b] VHF był użyty w celu zapewnienia przekazywania głosu w relacji LM i CSM w trybie sympleks. Kanał B zakresu VHF był używany do przesyłania informacji telemetrycznych z LM do CSM i tam nagrywanych. Kiedy CSM wyszedł z elektromagnetycznego cienia Księżyca i nawiązał łączność w paśmie S z MSFN, nagrane dane z LM były nadawane przez CSM do MSFN z szybkością 32 razy większą od normalnej[1].

Pasmo VHF

Zestaw nadawczo-odbiorczy zakresu VHF modułu księżycowego składał się z:

  • dwóch półprzewodnikowych superheterodynowych odbiorników,
  • dwóch nadajników,
  • zwrotnicy antenowej VHF,
  • przełącznika antenowego RF,
  • dwóch dookólnych anten do łączności podczas lotu,
  • anteny EVA do utrzymywania łączności VHF pomiędzy LM a astronautami przebywającymi na zewnątrz LM.

Jeden zestaw złożony z nadajnika i odbiornika stanowił kanał A, a drugi taki sam zestaw stanowił kanał B. Antena EVA (VHF) stosowana na powierzchni Księżyca była stożkową anteną dookólną i była używana do łączności LM – EVA.

Dwie anteny VHF o polaryzacji kołowej prawoskrętnej służyły do łączności pomiędzy LM i CSM w czasie lotu. Anteny znajdowały się z dwóch stron modułu blisko jego górnej części. Przesyłanie głosu i dane telemetryczne, w zakresie VHF realizowane było z modulacją amplitudy na częstotliwościach 259,7 MHz (kanał A) i 296,8 MHz (Kanał B). Zwrotnice anten VHF umożliwiały jednoczesne nadawanie i odbiór na dwóch częstotliwościach na jednej antenie. Taki rodzaj pracy (full duplex) obowiązywał podczas lotu. Z powierzchni Księżyca głos do CSM[c] był przekazywany w rodzaju sympleks na kanale A i dane telemetryczne wraz ze zdublowanym głosem na kanale B.

Maksymalny zasięg przekazywania danych telemetrycznych pomiędzy LM i CSM wynosił 608 km. Maksymalny zasięg łączności w paśmie VHF wynosił 1406 km[2].

Pasmo S

W paśmie S przesyłano głos i dane telemetryczne w relacji moduł księżycowy – MSFN. Kiedy LM znajdował się na powierzchni Księżyca, łączność z CSM można było realizować wykorzystując MSFN jako stację przekaźnikową. W skład anten pasma S wchodziły:

  • dwie anteny stosowane w czasie lotu, jedna z tyłu LM, druga z przodu,
  • antena o dużym zysku energetycznym, o regulowanej w dwóch płaszczyznach kierunkowości, stosowana na powierzchni Księżyca.

Anteny pasma S stosowane podczas lotu (ang.) S-band in-flight antennas posiadały kołową polaryzację i razem pokrywały przynajmniej 90% sfery.

Sterowalna antena pasma S posiadała paraboliczny reflektor o średnicy 65 cm. Jej kierunkowość można było ustawiać w ręcznym i automatycznym trybie pracy. Tryb ręczny służył do początkowego (zgrubnego) uchwycenia kąta znajdowania się MSFN z dokładnością ± 12,5°. Kiedy kąt został uchwycony, antena mogła przejść w automatyczny tryb śledzenia MSFN. Do pozycjonowania anteny w dwóch płaszczyznach służyły dwa siłowniki.

Wejścia anten pasma S były podłączone do wyjścia przełącznika antenowego, który umożliwiał wybór anteny. Pomiędzy przełącznikiem antenowym a wzmacniaczem mocy pasma S znajdowała się zwrotnica antenowa, która umożliwiała nadawanie i odbiór na jednej antenie[2].

Uwagi

  1. ↑ Kiedy w opisywanym łączu występuje tylko jedna strona, to stroną domyślną jest LM.
  2. ↑ Więcej na temat metodyki budowy kanału A i B w rozdziale Pasmo VHF.
  3. ↑ W rodzaju full duplex głos z powierzchni Księżyca był przekazywany do LM w zakresie VHF, następnie z LM do MSFN w paśmie S.

Przypisy

  1. ↑ Apollo Oprations Handbook Lunar Module LM 10 and Subsequent (ang.). W: Communications Subsystems [on-line]. NASA. s. Rozdział 2.7.1. [dostęp 2012-02-17].
  2. ↑ a b Apollo Oprations Handbook Lunar Module LM 10 and Subsequent (ang.). W: Communications Subsystems [on-line]. NASA. s. Rozdział 2.7.4.3.6. [dostęp 2012-02-19].

Bibliografia

Media użyte na tej stronie