Domanda sul CSM APOLLO


#1

Ciao ragazzi…cosa sono le “sospensioni cardaniche” del CSM APOLLO e dove si trovano?..grazie


#2

[Se sto scrivendo bestialità che qualcuno poi mi corregga]
Le “sospensioni cardaniche” (che immagino tu abbia sentito citare nel film “Apollo 13”) in realtà … non esistono! Per la precisione dovrebbe essere una errata-distorta traduzione di “gimbal”, che sarebbe quella specie di “palla” roteante che mostrava l’assetto del CSM nello spazio, e cioè questa:

Essendo incernierata in maniera particolare (similare appunto al giunto cardanico) se i due assi di rotazione arrivavano a coincidere il computer di bordo non avrebbe capito come era diretta la navicella, di fatto perdendo l’orientamento nello spazio. Quindi in realtà il “blocco cardanico” di cui parla il film altro non era che la perdita dell’orientamento nello spazio, e non un blocco fisico del “gimbal”.
[/Se sto scrivendo bestialità che qualcuno poi mi corregga]


#3

Ecco si … che mi so sempre chiesta purio dove beep potesse essere sto giunto cardanico


#4

In merito:


#5

Sempre a proposito di Apollo, 50 anni fa l’annuncio che North American Aviation aveva vinto il contratto
Qui la storia completa
http://history.nasa.gov/SP-4205/ch4-2.html

Modifica: grazie anche per aver sciolto il dilemma sul giunto cardanico!


#6

Permettetemi di correggere quanto detto (anche qui, però: se qualcuno ne sa più di me mi smentisca pure! ;))

Questo fatto del “blocco cardanico” mi aveva incuriosito parecchio, anche perchè non riuscivo proprio a capire di cosa stessero parlando.
Così mi sono visto il film in inglese e, come dice Vittorio, il termine usato nel film è “GIMBAL LOCK”: tuttavia sono propenso a pensare che si riferissero a una perdita di un grado di movimento di una sospensione cardanica (gimbal, appunto). Se due assi diventano perpendicolari (non so se è correttissimo dire “perpendicolari”) si perde un grado di movimento di una sospensione cardanica.

In pratica se un piano diventa perpendicolare all’altro, i due piani si muoveranno secondo un solo grado di libertà, mantenendo invariata la loro posizione reciproca…allego una immagine per comodità.

E’ una cosa che peraltro si era già verificata su Apollo 11, nei giroscopi di misurazione inerziale: si era pensato di aggiungere un quarto giroscopio interno all’IMU per ovviare il problema (aggiungendo un asse introduco un quarto grado di libertà che in un sistema a tre dimensioni è ridondante), ma alla fine si decise per un sistema più semplice: sul CM un interruttore consentiva di “dare una spintarella” alla sospensione cardanica quando due assi si portavano a 85°, in modo da impedire il raggiungimento dei 90° di incidenza.
Sul LM invece un sistema automatico congelava completamente i giroscopi a 85°, perdendo così i dati inerziali ma contemporaneamente tutelando i computer di bordo da dati inattendibili legati ad un possibile blocco.

Piccolo edit chiarificatore che non si sa mai:
-la sospensione cardanica (gimbal) è quell’insieme di giroscopi su assi diversi
-l’IMU era in pratica la sospensione cardanica del CSM
-il blocco cardanico è generalmente la situazione in cui due giroscopi di una sospensione cardanica diventano complanari facendo perdere alla sospensione cardanica, di fatto, un asse di movimento

Spero di non aver detto troppe castronerie tutte insieme :flushed:


gimbal_examples.jpg


#7

Ok grazie ragazzi…solo un’altra domanda…com’è possibile che 2 giroscopi si portino ad essere complanari?..in seguito ai movimenti dell’astronave?..se si a quali?..ogni giroscopio non dovrebbe muoversi solamente intorno all’asse di rotazione passante perpendicolarmente al suo centro? grazie


#8

Come si intuisce, anche se non benissimo, nell’immagine che ho allegato, un giroscopio può allinearsi con il giroscopio successivo e a quel punto entrambi tendono a rimanere allineati seguendo i movimenti sull’asse del giroscopio più esterno.

Credo che la situazione peggiore per condurre al blocco cardanico siano i movimenti rapidi, lungo diversi assi e ripetuti, ma lo dico a intuito, non so dire nello specifico quali siano i movimenti considerati a rischio…sicuramente sono state prese in considerazione e analizzate diverse situazioni di volo, forse qualcuno più documentato di me può aiutarti! :wink:


#9

E quindi grazie alle sospensioni cardaniche il computer capiva quando azionare i razzi del controllo rotazione del CSM giusto?


#10

Si. L’Apollo usava la piattaforma inerziale per sapere dov’era e come era orientata, piattaforma in uso anche sugli aerei e sui sommergibili.
I giunti cardanici di ogni giroscopio sono due ed hanno comunque dei limiti meccanici che se raggiunti portano il blocco del giunto. Da Terra era possibile comunicare agli astronauti come resettare i giunti nel caso di blocco, cosa fattibile comunque anche nello spazio perché gli astronauti disponevano di mappe del cielo da accostare ai finestrini che attraverso apposite gradazioni impresse nel vetro consentivano all’equipaggio di stimare l’angolazione del veicolo. Di fatto era meglio evitare il blocco in fase di manovra, mentre in volo libero non costituiva un grosso problema.

Anch’io, correggetemi se sbaglio.


#11

E’ già stato risposto in maniera corretta a questa domanda, io volevo comunque dare il mio contributo citando la fonte per eccellenza, il flight director Gene Kranz. Nel suo libro “Failure is not an option” (che io consiglio caldamente a chi non l’avesse ancora letto) si trova a pag.313-314:

“GNC and GUIDO, Willoughby and Will Fenner, had been quietly watching the crew struggle to control the spacecraft attitude and avoid “gimbal lock”. This grave problem would come about if the rings that support the whirling wheels of the gyroscope all aligned in the same position.We would then no longer have a usable reading from the gyriscopic platform. In gimbal lock we would be unable to maneuver or point the spacecraft. We would be literary adrift in space until the crew took a fix on certain stars to realign the gyros, much in the way a nineteenth-century sailing ship figured out its position. Every time the crew got close to the danger point, Willoughby, in a hushed but forceful voice would call, “flight, they are getting close to gimbal lock” . Lousma would advise the crew, who then used the CSM hand controller and attitude jets to maneuver away from disaster.”


#12

Considerando che avevano i finestrini ghiacciati per mancanza di riscaldamento, sarebbe stato un bel casino rifare un allineamento stellare.
Oggi il problema è superato con i giroscopi laser ad anello (effetto Sagnac), che non hanno questi limiti meccanici.


#13
Considerando che avevano i finestrini ghiacciati per mancanza di riscaldamento, sarebbe stato un bel casino rifare un allineamento stellare.

In realta’ all’inizio i finestrini erano belli puliti perche’ il pericolo di avvicinarsi al gimbal lock lo hanno avuto gia’ subito dopo il guasto e prima perfino di accorgersi che stavano seminando qualcosa nello spazio… il vero problema e’ che la perdita di ossigeno rendeva l’odissey ingovernabile. Un altro grosso problema era che intorno all’odissey svolazzavano diversi detriti che riflettendo la luce del sole e facevano si che non si riuscisse ad identificare stelle per orientarsi in un eventuale riallineamento della piattaforma inerziale, infatti quando poi hanno dovuto riaccendere il computer di guida sulla via del ritorno si riallinearono puntando il nostro sole utilizzando il telescopio di bordo ed un filtro solare… la parte del film in cui inquadrano la terra nel reticolo ed eseguono la manovra “manuale” e’ una grandissima bufala… per una corretta versione dei fatti consiglio il famoso libro “Lost Moon” di Jim Lovell adesso ripubblicato con il titolo “Apollo 13”