Frage:
Warum hat die NASA keine Kommunikationssatelliten für die Apollo-Missionen gestartet?
Exasperation
2019-07-21 22:05:18 UTC
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Die Apollo-Missionen befanden sich in einem Kommunikationsausfall, als die Umlaufbahn des Raumfahrzeugs es auf die andere Seite des Mondes brachte. Während der Missionen musste das Fahrzeug Manöver wie das Einsetzen der Mondbahn auf der anderen Seite ausführen. Ohne Bodenunterstützung und ohne dem Boden überhaupt zu sagen, was schief gelaufen ist, wenn etwas passiert ist. Das scheint mir ein unnötiges Risiko zu sein!

Ich sehe keinen Grund, warum die NASA keine Relaissatelliten hätte verwenden können, um Kommunikation auf der anderen Seite zu ermöglichen. Mehrere Mondorbiter waren älter als die bemannten Missionen, und Relaissatelliten waren seit 1962 im Erdorbit in Betrieb. Die Kosten für solche Relais wären im Vergleich zum gesamten Projekt sicherlich recht gering gewesen.

Wurde dies irgendwann in Betracht gezogen ? Wenn ja, warum wurde es nicht gemacht?

Apollos 15, 16 und 17 setzten tatsächlich Subsatelliten frei, kurz bevor sie die Mondumlaufbahn verließen. Dies waren jedoch wissenschaftliche Partikel- und Feldinstrumente, keine Kommunikationsrelais. [https://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_15#Particles_and_Fields_Subsatellite]
Ihre Frage lässt mich darüber nachdenken, was ich in KSP getan habe: Erstellen eines [Ring of Communication Satellite] (https://wiki.kerbalspaceprogram.com/wiki/Tutorial:Setting_up_a_CommNet_system#Triangle_orbit) um ein Objekt herum, bevor etwas darauf landet.
@ManuH - selbst mit dem RT-Mod ist der einzige Grund, warum Sie dies tun müssen, die Drohnensteuerung. Alle Apollo-Flüge waren Mähnenmissionen ... Es ist nicht so, dass sie es nicht konnten; warum sollten sie? Der beängstigende Teil ist die Zündung einer Viertelmillion Gallonen Kraftstoff, nicht der übermäßig dramatisierte Signalverlust. - "Mehrere Mondorbiter waren älter als die bemannten Missionen", nicht nur Orbiter; UdSSR: zuerst eine Mondprobe zurückgeben. [CCCP-1, USA-0] (https://space.stackexchange.com/questions/14645/why-was-venus-rather-than-mars-targeted-for-the-first-interplanetary-landings/14659# 14659)
Zwei antworten:
DrSheldon
2019-07-22 01:50:36 UTC
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Es wird in der Apollo-Dokumentation nicht erwähnt. Dies wären jedoch die Argumente dagegen:

  1. Die Idee von zwei Raumfahrzeugen war bereits umstritten. Jetzt möchten Sie drei ? Das ursprüngliche Apollo-Konzept war eine "direkte" Mission. Die gesamte Mission würde als ein Fahrzeug starten und dabei Teile abwerfen, aber niemals Teile wieder zusammensetzen. Alle Astronauten und ihr Erdrückholfahrzeug landeten zusammen auf dem Mond und hoben wieder ab.

    Apollo nutzte stattdessen das "Mondbahn-Rendezvous". Ein Fahrzeug würde in Richtung Mond starten. Sobald sich ein minimaler Lander in der Mondumlaufbahn befindet, trennt er sich vom Hauptfahrzeug, landet auf dem Mond und kehrt in die Mondumlaufbahn zurück, um am Hauptfahrzeug anzudocken.

    Alle Hauptakteure der NASA ( zB Von Braun, Faget, Gilruth) waren zunächst gegen die Idee von LOR. Rendezvous war noch nie zuvor gemacht worden. Es brauchte neue mathematische Modelle, automatisierte Flugcomputer, miniaturisiertes Radar, Docking-Mechanismen, mehr Stationen in Missionskontrolle, Crew- und Missionskontrolltraining und so weiter. Erst als die Größe und der Preis einer direkten Mission als zu kostspielig eingestuft wurden, wurde der LOR-Ansatz ernst genommen. Und es musste sich im Gemini-Programm als zuverlässig erweisen.

    Nun möchten Sie drei (oder sogar mehr) Raumschiffe? Der Kampf um nur zwei war schon schlimm genug, niemand wollte diesen Kampf noch einmal aufnehmen.

  2. Satelliten waren unzuverlässig. Die Technologie war neu und ihre Lebensdauer war kurz. Als ein Satellit starb, gab es keine Möglichkeit, ihn zu reparieren. Jetzt müssen Sie ohne ihn auskommen. Die Langzeiteffekte von Strahlung, thermischem Abbau und Mikrometeoroiden waren erst bekannt, als die Pegasus-Satelliten auf den Saturn I-Testmissionen AS-103 bis AS-105 gestartet wurden.

  3. Die Technologie war nicht bewiesen. Die Kommunikation wurde nur zwischen Boden und Raumschiff durchgeführt. Jetzt möchten Sie sowohl Boden-Raumfahrzeug als auch Raumschiff-Raumschiff? Letzteres war noch nicht einmal erledigt!

  4. Wir waren in einem Rennen. Es ist nicht so, dass die oben genannten Probleme unmöglich waren , aber sie würden Zeit brauchen, um sie zur Arbeit zu bringen. (Zum Beispiel können wir es heute tun.) Wir waren in einem Rennen mit den Sowjets und in einem Rennen mit dem Ende des Jahrzehnts. Es war keine Zeit, eine Lösung zu entwickeln.

  5. Sie sollten diese Eventualität sowieso einplanen. Eines der schwerwiegendsten Probleme bei der Raumfahrt ist der Verlust Kommunikation mit der Missionskontrolle. Aber es ist auch etwas, das Sie planen können. Sie schulen Ihre Astronauten darin, das Problem zu diagnostizieren, das Problem zu lösen und in der Zwischenzeit sicher zu sein. Sie werden diese Kontingenz sowieso planen, warum also nicht annehmen?

    Außerdem ist es ein vorhersehbares, regelmäßiges Ereignis, um die andere Seite des Mondes herumzugehen. Sie können Ihre Pläne nach diesem Zeitplan erstellen. Und der LM landet auf der nahen Seite des Mondes, sodass Sie sich darüber keine Sorgen machen müssen.

    6. ol>
Ich bin mit # 1 nicht einverstanden, weil das Hauptproblem das Rendezvous war. Für ein Kommunikationsrelais ist kein Rendezvous erforderlich. Sie müssen es nur ablegen und niemals abrufen (oder es zuvor mit einer anderen Mission senden).
Die Kontroverse, die Sie in Punkt 1 erwähnen, hat nichts mit der Möglichkeit zu tun, einen Satelliten zum Mond zu senden, entweder auf derselben Mission oder auf einer separaten Mission. Punkt 5 scheint albern, da sie auch eine Möglichkeit für alles andere brauchten, was schief gehen könnte. Sie brauchen eine Möglichkeit, dass sich das LEM nicht trennt. Warum sollte es sich also überhaupt trennen? Sie benötigen eine Möglichkeit, dass der Sauerstofftank des Servicemoduls explodiert und nicht verfügbar ist. Warum also nicht einfach auf dem Boden lassen?
Punkt 1 soll kein technisches Problem sein, sondern ein politisches Problem. In einer idealen Welt wären Raumfahrtprogramme von der Politik isoliert, aber in der Praxis sind sie davon betroffen.
@DrSheldon. Um es auf den Punkt zu bringen, es gibt Politik in jeder Interaktion, an der mehr als eine Person beteiligt ist. Wir gehen im Allgemeinen davon aus, dass "Politik" bedeutet, dass das Management eine Entscheidung trifft, während Ingenieure etwas anderes bevorzugen. Dies ist natürlich ein ständiger Konflikt, aber mit einem guten Management und Ingenieuren, die sich der tatsächlichen finanziellen und zeitlichen Einschränkungen bewusst sind, kommt die meiste Politik, die ich gesehen habe, von ebenso klugen und qualifizierten Leuten, die wissen (und dafür kämpfen), was für das Projekt am besten ist .
Ich denke, es ist auch wichtig, dass Astronauten an Bord waren. Während die Bodenkontrolle mit Sicherheit über eine enorme Menge an Fähigkeiten zur Problemlösung verfügte, befanden sich in der Apollo-Kapsel noch drei hochqualifizierte Spezialisten an Bord, die die Problemlösung ohne ständige Kommunikation durchführen konnten. Ein "Mensch in der Schleife" zu haben, war eine viel einfachere und wahrscheinlich bevorzugte Lösung, wenn die Alternativen komplexe und ungetestete Kommunikationsgeräte und Computer sind.
Hobbes
2019-07-21 22:16:11 UTC
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Ein Kommunikationssatellit müsste sich in einer Halo-Umlaufbahn um den Erd-Mond-L2-Punkt befinden, um eine kontinuierliche, gleichzeitige Sichtbarkeit sowohl der anderen Seite des Mondes als auch der Erde zu haben. Das erste Papier, das diese Art von Umlaufbahn beschreibt, wurde 1968 geschrieben, zu spät, um für Apollo verwendet zu werden. Es wurden auch die Optionen für Kommunikationssatelliten in einer mittleren Mondumlaufbahn beschrieben.

Darauf folgte

ZUSAMMENFASSUNG des Papiers von 1968:

Dieser Bericht untersucht die Machbarkeit der Kommunikation mit Apollo-Raumfahrzeugen hinter dem Mond und der Kommunikation zwischen zwei solchen Raumfahrzeugen. Für die Signalweiterleitung werden zwei Satellitengeometrien berücksichtigt: ein Librations- oder "Kolibri" -Satellit, der 65.000 km hinter dem Mond verankert ist, und ein Relais-Satellit mit Mondumlaufbahn in 1000 km Höhe. Die Signalübertragungsfrequenzen des Apollo-Raumfahrzeugs sind UKW und Unified S-Band (USB), die bei 300 MHz bzw. 2 GHz arbeiten. Die drei in diesem Bericht untersuchten Ausbreitungsverbindungen umfassen: Mondfernseite, d. H. Mondmodul (LM) auf der Mondoberfläche und / oder Mondumlaufbefehls- und Servicemodul (CSM) zur Erde; Mondfernseite LM zu CSM; Mond entfernte Seite Oberfläche zu Oberfläche.

Es wird gezeigt, dass aufgrund von Antennenausrichtungsbeschränkungen nur der Librations- oder "Kolibri" -Satellit geeignet ist, USB-Tracking- und Kommunikationsdaten an die Erde weiterzuleiten . Es wird auch gezeigt, dass der Erwerb eines Mond-Satelliten in 1000 km Höhe durch ein Apollo-Raumschiff die Verwendung von UKW vorschreibt. Im Folgenden sind verschiedene durchführbare und nicht durchführbare Modi für Mondfernfunkrelais mit ihren jeweiligen Kommunikationsmethoden aufgeführt.

(Schwerpunkt Mine)

Lunar Far-Side Communicatio Satellites; NASA TN D-4509, Figure 3

Lunar Far-Side Communicatio Satellites; NASA TN D-4509, Figure 5

Konstellationen in niedriger Umlaufbahn wurden also betrachtet und verworfen. Ebenso wurde kein L2-Satellit weitergeführt.

Dies zeigt mir, dass eine Risiko-Nutzen-Analyse durchgeführt wurde und der Nutzen den Aufwand für den Entwurf und den Bau eines Kommunikationssatelliten und dessen Start in eine Umlaufbahn nicht rechtfertigte wurde noch nie zuvor verwendet.

Eine schnelle Suche im NTRS liefert jedoch keine weiteren Informationen dazu.

Bei L2 müsste es kein einziges Relais sein. Sie könnten eine Konstellation von 3 oder 4 Relais in der äquatorialen Mondumlaufbahn haben.
Ich habe vorübergehend einige Informationen aus dem Link für Sie hinzugefügt. Ich hoffe, es macht Ihnen nichts aus. Sobald Sie auf das PDF zugreifen können, können Sie es verbessern.
cool (ab 2017): [Vorläufiges Missionsdesign und Analyse einer Lunar Far-Side PositioningCubeSat-Mission] (http://issfd.org/ISSFD_2017/paper/ISTS-2017-d-160__ISSFD-2017-160.pdf)
@uhoh danke für das Hinzufügen der Links.
@RussellBorogove das Papier sah sich auch diese an.
Für genau das, was es wert ist, wird sich JWST aus genau diesem Grund in einer Halo-Umlaufbahn um Erde-Sonne L2 befinden (Solarzellen müssen die Sonne sehen).


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